一种月相演示仪制造技术

本发明专利技术公开了一种月相演示仪，包括地球仪、月球轨道系统、手电筒、摄像头、智能手机，所述月球轨道系统包括月相盘3、时间盘4、指针5、旋转轴6、横杆7、悬臂8、乒乓球9。实验中乒乓球9通过旋转轴6绕地球2旋转，手电筒13水平照射乒乓球9，被照亮的部分用摄像头11拍摄，手机12显示图像，演示地面人观察到的月相。本发明专利技术通过月相盘3、时间盘4、指针5演示不同日期的月相形貌，以及演示月升月落的时间范围。具有物理图像清晰，现象直观，学生参与性强的特点，适合地理课堂演示教学。理课堂演示教学。理课堂演示教学。

【技术实现步骤摘要】
一种月相演示仪

：
[0001]本专利技术属于教学实验设备
，具体涉及一种月相演示仪。

技术介绍
：
[0002]“月相和日月食”是日常生活中非常有趣的自然现象，也是地理教学中的重点内容。为了探究其成因，人们制作了教学仪器，来演示月相和日月食现象。目前，日月食演示仪较多，月相演示仪很少。月相，是地球上看到月亮被太阳照亮部分的称呼。人们肉眼可见，很直观。另外，文学作品里的“月有阴晴圆缺”，就是指“月相变化”。“十五的月亮十六圆”暗示月相和日期是一一对应的。
[0003]为了准确演示月相变化，演示仪中就必须设计好地球、月亮轨道平面和轨道运动。我们知道，以太阳为不动的中心，地球绕太阳公转，周期为一个回归年，其轨道平面为黄道面。与此同时，月亮以地球为中心作周期运动，周期为29.5日，称之为一个朔望月，其轨道平面为白道面。黄、白道面不重合，而是成一角度，为5
°9′
。地球有自转，自转速度为15
°
/小时，转轴与黄道面成66
°
34
′
，所以赤道面与黄道面成23
°
26
′
。
[0004]另外，每天月亮出现的时间会推迟，下山的时间也会推迟，月亮每天也在“月升月落”，但其时间范围目前还没有演示仪器来展示。

技术实现思路
：
[0005]本专利技术目的在于提供一种月相演示仪，演示一个朔望月中，月相的变化规律，以及“月升月落”的时间范围。
[0006]为此，本专利技术采用如下技术方案：包括地球仪、月球轨道系统、手电筒、摄像头、智能手机；其中，所述月球轨道系统包括月相盘3、时间盘4、指针5、旋转轴6、横杆7、悬臂8、乒乓球9；实验中，乒乓球9通过旋转轴6绕地球2旋转，手电筒13水平照射乒乓球9，被照亮的部分用摄像头11拍摄，手机12显示图像，演示地面人观察到的月相。本专利技术通过月相盘3、时间盘4、指针5演示不同日期的月相形貌，以及演示月升月落的时间范围。
[0007]进一步优选地，上述地球2绕自转轴21转动，赤道线23与所述自转轴垂直，且与水平面(地球公转黄道面)夹角为θ1＝23
°
26
′
。
[0008]进一步优选地，上述旋转轴6与竖直方向夹角为θ2＝5
°9′
，横梁7垂直于旋转轴6，与悬臂8也垂直，乒乓球9绕地球2转动的平面，就是月球的公转平面，即白道面。
[0009]进一步优选地，上述月相盘3固定在地球仪的半圆弧框上，盘上设计每根直径线间隔12度；上述横杆7绕旋转轴6转动，通过参考月相盘3，用于演示乒乓球(模拟月球)绕地球公转的角速度为12
°
/日。
[0010]进一步优选地，上述月相盘3的上方设置一个时间盘4，盘上每根直径线间隔15度，与地球仪的经线相对应，表示地球自转角速度为15
°
/小时。
[0011]进一步优选地，上述横杆7的上方，固定一个指针5，两者相垂直，对比指针5和时间盘4，可以演示每天月升月落的时间范围。
[0012]进一步优选地，上述手电筒模拟太阳光，照射乒乓球9，手电筒的位置和高度可以自由调节。
[0013]进一步优选地，上述摄像头11放置在地球2表面附近，用于拍摄被照亮的乒乓球表面区域，摄像头的高度和位置可调节。
[0014]进一步优选地，上述智能手机12与摄像头蓝牙连接，用于显示图像，从而演示地面人观察到的月相。
[0015]本专利技术的有益效果是：设置水平面为地球公转轨道平面，即黄道面，在此基础上，设计地球自转轴方向，赤道面和月球公转的白道面，精确演示各轨道结构和夹角；通过月球轨道系统的月相盘，时间盘以及指针，来判断月相日期和“月升月落”的时刻；采用手电筒模拟太阳光，照亮乒乓球表面；通过摄像头观察，在智能手机上显示乒乓球(月球)被照亮的部分，演示月相的变化。本专利技术结构简单，物理图像清晰，现象直观，演示时学生可以参与其中，非常适合地理课堂的演示教学。
附图说明：
[0016]图1为本专利技术的整体结构示意图；
[0017]图2为地球结构示意图；
[0018]图3为月相盘结构示意图；
[0019]图4为时间盘结构示意图；
[0020]图5为月球轨道系统中部分结构示意图；
[0021]图6为月球俯视结构示意图；
[0022]图7为月球正面结构示意图；
[0023]图8为不同日期月相形态示意图；
[0024]图9为蛾眉月时的仪器结构示意图；
[0025]图10为蛾眉月时的月相出现时间范围示意图；
[0026]图11为本演示仪拍摄的不同日期的月相图与实际月相图；
[0027]图12为上凸月时的仪器结构示意图；
[0028]图13为上凸月时的月相出现时间范围示意图；
[0029]图14为本演示仪拍摄的月相图与实际月相图(正月初十的不同时刻)；
[0030]图中：1.地球仪支架、2.地球、3.月相盘、4.时间盘、5.指针、6.旋转杆、7.横杆、8.悬臂、9.乒乓球、10.摄像头底座、11.摄像头、12.智能手机、13.手电筒、14.手电筒底座、21.地球自转轴、22.黄道面、23.赤道面、24.地球经线、31.日期直径线，32.四季名称，33.月相名称，41.小时直径线，42.时刻名称。
具体实施方式：
[0031]下面通过附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。
[0032]本专利技术提供的一种月相演示仪，其结构如图1所示。地球绕自转轴匀速转动，同时月球绕地球公转，手电筒模拟太阳光，水平照射乒乓球；地球表面处的摄像头拍摄乒乓球被照亮的区域，演示月相。具体演示步骤如下：
[0033]1.地球自转：首先规定水平面为地球公转黄道面，地球2绕自转轴21转动，赤道线
23与所述自转轴垂直，所以与黄道面的夹角为θ1＝23
°
26
′
；另外如图2所示，地球上设计经线，每条间隔θ4＝15度，表示地球自转角速度为15
°
/小时，
[0034]2.月球公转：月球轨道系统中的旋转轴6与竖直方向夹角为θ2＝5
°9′
，横梁7垂直于旋转轴6，与悬臂8也垂直，乒乓球9绕地球2转动的平面，就是月球的公转平面，即白道面；另外，如图3所示，月相盘3为透明有机玻璃制作，固定在地球仪的半圆弧框上，盘上设计每根直径线间隔θ3＝12度；上述横杆7绕旋转轴6转动，通过参考月相盘3，用于演示乒乓球(模拟月球)绕地球公转的角速度为12
°
/日。
[0035]3.太阳光照射：手电筒13模拟太阳光，照射乒乓球9，手电筒底座13为一伸缩杆，其位置和高度可以自由调节，以保证手电筒13始终“水平直射”乒乓球9。
[0036]4.月相日期判断：如图3所示，月相盘3上标注日期直径线31，四季名称32和月相名称33；当横杆7旋转到某一日期直径线31时，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种月相演示仪，其特征在于，包括地球仪、月球轨道系统、手电筒、摄像头、智能手机；其中，所述月球轨道系统包括月相盘3、时间盘4、指针5、旋转轴6、横杆7、悬臂8、乒乓球9；实验中，乒乓球9通过旋转轴6绕地球2旋转，手电筒13水平照射乒乓球9，被照亮的部分用摄像头11拍摄，手机12显示图像，演示地面人观察到的月相；本发明通过月相盘3、时间盘4、指针5演示不同日期的月相形貌，以及演示月升月落的时间范围。2.根据权利要求1所述的一种月相演示仪，其特征在于，所述地球2绕自转轴21转动，赤道线23与所述自转轴垂直，且与水平面(地球公转黄道面)夹角为θ1＝23
°
26
′
。3.根据权利要求1所述的一种月相演示仪，其特征在于，所述旋转轴6与竖直方向夹角为θ2＝5
°9′
，横梁7垂直于旋转轴6，与悬臂8也垂直，乒乓球9绕地球2转动的平面，就是月球的公转平面，即白道面。4.根据权利要求1所述的一种月相演示仪，其特征在于，所述月相盘3固定在地球仪的半圆弧框上，盘...

【专利技术属性】
技术研发人员：芮融愚，夏菁，臧锋，
申请(专利权)人：南京市第一中学，
类型：发明
国别省市：