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用于演示凌星法的实验装置制造方法及图纸

技术编号:39935731 阅读:7 留言:0更新日期:2024-01-08 22:10
本技术公开了一种用于演示凌星法的实验装置,包括:公转自转机构、模拟恒星、模拟行星,公转自转机构包括转盘、连接杆、第一移动升降机构和第二移动升降机构,第一移动升降机构沿转盘径向设置并安装在连接杆上;模拟恒星设置在转盘中心处;模拟行星设置在第一移动升降机构上;采样测量装置安装在第二移动升降机构上,且模拟恒星球心、模拟行星球心和采样测量装置检测部中心设置在同一平面上;当模拟行星绕模拟恒星公转,且模拟行星经过采样测量装置和模拟恒星之间时,对模拟恒星光亮产生遮挡,产生凌星现象。可用作专业天文教具,帮助理解凌星现象,又可作为天文工作者的原理性实验装置,模拟并推演行星参数和运动规律。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及模拟实验,尤其涉及一种用于演示凌星法的实验装置


技术介绍

1、目前,探测太阳系外行星常用方法有:(1)测量位置。它是用空间干涉仪精确地测量恒星的位置,因为当恒星周围存在行星时,会引起母恒星相对于远方背景的星象摆动。(2)测量辐射。它是直接测量行星的热辐射,其困难是行星的热辐射大多被恒星的辐射掩盖,要用光学干涉仪消除来自恒星的光,这才有可能获得来自该恒星附近的行星辐射源的辐射。(3)测量速度。因为恒星的视向速度会因围绕其运动的行星而变化。(4)测量凌星。当行星从其母恒星前飞过时会阻挡一部分恒星的光,即出现行星凌星现象,这样就可确定这颗母恒星周围存在的行星,并根据凌星的间隔和亮度等确定行星的轨道、温度和大小等。这就像人们看到远处有一只亮着大灯的汽车,当一只小虫从汽车前经过时,可通过光线变化推断虫子的大小。

2、以前,大部分的太阳系外行星是通过测量视向速度法来发现的,这种方法很有可能发现靠近其恒星的大行星,然而它对于和地球质量相仿的低质量行星并不敏感。在当今,用测量凌星法更适合发现像地球大小的星体,“开普勒”就是采用这种方法。用凌星法搜寻太阳系外行星一般用3个参数来描述行星凌星的特征,即凌星的重现周期、凌星的间隔以及凌星时恒星亮度的相对变化量。根据凌星现象的周期性,能确定这颗恒星周围是否存在行星;根据行星凌星的间隔能计算出行星的轨道以及估计行星的温度;根据行星凌星时,恒星亮度变化的大小能确定行星的大小。凌星法发现的系外行星远多于其他方法,探测效率最高。

3、综上所述,凌星法是一种根据产生凌星现象时分析恒星亮度变化从而推算行星轨道及大小的一种观测方法。凌星期间,恒星的亮度因前方行星遮掩而减弱,并且这种亮度减弱现象的出现是周期性的,由此便可探知恒星周围有行星存在,如图1所示。目前凌星法与视向速度法是最主要的两种间接探测法。联合分析系外行星凌星光变曲线与其主星光谱视向速度周期性变化,可以确定系外行星的质量、半径、轨道周期等参数,进一步推测行星的组成成分等性质,从而为类地行星和宜居带行星的研究提供基础。

4、现有技术的缺点在于:凌星现象只有极少数的望远镜可以观测到,少数科研工作者可以用这种方法观测行星并接受数据,很多喜欢天文的青少年,很难领悟凌星法抽象的观测原理和行星参数的计算方法,更无法理解那些晦涩难懂的观测数据,缺少对凌星现象观察的实验装置。

5、综上所述,有必要提出一种用于演示探寻未知行星的实验装置,可以直观演示凌星法的工作原理,激发青少年探寻太阳系外行星的兴趣。


技术实现思路

1、本技术的目的是提供一种用于演示凌星法的实验装置,可直观演示凌星法的工作原理,帮助青少年领悟凌星法抽象的观测原理和行星参数计算方法,装置设计合理,成本可控,操作性强,实现了方案预设功能,并通过各种实验验证计算行星参数的数学方法。装置既可用作专业天文教具,帮助学生理解凌星现象,又可作为天文工作者的原理性实验装置,模拟并推演行星参数和运动规律。

2、本技术提供了一种用于演示凌星法的实验装置,包括:公转自转机构、模拟恒星、模拟行星和采样测量装置,

3、所述公转自转机构包括转盘、过所述转盘中心、内表面任意端连接形成一个或多个连接杆、第一移动升降机构和第二移动升降机构,所述第一移动升降机构沿所述转盘径向设置并安装在所述连接杆上,以控制所述模拟行星沿所述转盘径向方向移动和定位进而调节所述模拟行星的轨道半径;

4、所述模拟恒星设置在所述转盘中心处;所述模拟行星设置在所述第一移动升降机构上;

5、所述采样测量装置根据预设位置安装在所述第二移动升降机构上,且所述模拟恒星球心、所述模拟行星球心和所述采样测量装置检测部的中心设置在同一平面上;

6、所述模拟恒星的半径大于所述模拟行星的半径,当所述模拟行星绕所述模拟恒星公转,且所述模拟行星经过所述采样测量装置和所述模拟恒星之间时,对所述模拟恒星光亮产生遮挡,产生凌星现象。

7、作为优选地,所述第一移动升降机构包括第一滑块和第一直线导轨,所述第一直线导轨与所述连接杆顶部固定连接,且所述第一直线导轨沿所述连接杆长度延伸方向设置;所述第一滑块设置在所述第一直线导轨上,所述第一滑块靠近所述第一直线导轨的一端沿所述第一直线导轨上表面滑动连接,所述第一滑块远离所述第一直线导轨的另一端与所述模拟行星固定连接,在滑动到达预设位置后通过把手与所述第一导轨锁紧,以控制所述模拟行星沿所述转盘径向移动和定位。

8、作为优选地,所述第二移动升降机构包括第二直线导轨、第二滑块、第三直线导轨和第三滑块,所述第二直线导轨沿所述转盘径向设置并安装在所述转盘底端;所述第二直线导轨与所述第三直线导轨垂直设置,且所述第二直线导轨远离所述转盘的一端通过所述第二滑块与所述第三直线导轨的一端固定连接;所述第三滑块安装在所述第三直线导轨上,且靠近所述模拟行星的一侧设置,所述第三滑块靠近所述第三直线导轨的一端与所述第三直线导轨滑动连接,所述第三滑块远离所述第三直线导轨的另一端与所述采样测量装置固定连接,以控制所述采样测量装置沿所述转盘径向移动和沿垂直方向移动。

9、作为优选地,所述公转自转机构还包括电动旋转组件和底座,所述电动旋转组件包括机芯和控制器,所述机芯上安装有所述转盘,所述机芯与所述控制器电性连接,通过外部开关控制所述转盘按照不同的速度匀速旋转;所述机芯底部安装有所述底座,所述底座底部分别设有若干脚架,所述脚架上安装有调节螺栓,可调至所述转盘与地面平行。

10、作为优选地,所述第一滑块上安装有电动推杆和推杆调速器,所述电动推杆与所述推杆调速器电性连接;所述电动推杆的伸缩端与所述模拟行星固定连接,伸缩所述电动推杆控制所述模拟行星到达预设位置,控制所述模拟行星沿所述转盘垂直方向移动和定位。

11、作为优选地,所述第二直线导轨与所述第一直线导轨的延长线均经过所述转盘的中心,且所述第二直线导轨的长度大于所述转盘的外径。

12、作为优选地,所述转盘包括环状本体,所述环状本体与所述连接杆固定连接,所述连接杆一端与环心连接,所述连接杆的另一端与所述环状本体的内径表面任意端连接。

13、作为优选地,所述模拟恒星包括壳体、若干光源、电源驱动模块及主控模块,所述若干光源、电源驱动模块和主控模块均设置在所述壳体内,所述主控模块分别与所述多个光源、电源驱动模块连接,且所述主控模块与外部控制开关通信连接,通过所述外部控制开关控制并切换多个光源显示的颜色和亮度。

14、作为优选地,所述采样测量装置包括光度计本体和通信模块,所述光度计本体内部设有光度传感器模块,所述光度计本体上端设有检测部,所述检测部靠近所述模拟行星的一端设置有感光球,所述感光球的球心与所述模拟恒星球心和所述模拟行星的球心设置在同一平面上;所述通信模块与外部移动设备通信连接,检测所述模拟行星遮挡所述模拟恒星时的光线变化量,通过所述外部移动设备记录所述光线变化量并导出数据。

15、作为优选本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于演示凌星法的实验装置,其特征在于,包括:公转自转机构、模拟恒星、模拟行星和采样测量装置,

2.如权利要求1所述的用于演示凌星法的实验装置,其特征在于,所述第一移动升降机构包括第一滑块和第一直线导轨,所述第一直线导轨与所述连接杆顶部固定连接,且所述第一直线导轨沿所述连接杆长度延伸方向设置;所述第一滑块设置在所述第一直线导轨上,所述第一滑块靠近所述第一直线导轨的一端沿所述第一直线导轨上表面滑动连接,所述第一滑块远离所述第一直线导轨的另一端与所述模拟行星固定连接,在滑动到达预设位置后通过把手与所述第一直线导轨锁紧,以控制所述模拟行星沿所述转盘径向移动和定位。

3.如权利要求1所述的用于演示凌星法的实验装置,其特征在于,所述第二移动升降机构包括第二直线导轨、第二滑块、第三直线导轨和第三滑块,所述第二直线导轨沿所述转盘径向设置并安装在所述转盘底端;所述第二直线导轨与所述第三直线导轨垂直设置,且所述第二直线导轨远离所述转盘的一端通过所述第二滑块与所述第三直线导轨的一端固定连接;所述第三滑块安装在所述第三直线导轨上,且靠近所述模拟行星的一侧设置,所述第三滑块靠近所述第三直线导轨的一端与所述第三直线导轨滑动连接,所述第三滑块远离所述第三直线导轨的另一端与所述采样测量装置固定连接,以控制所述采样测量装置沿所述转盘径向移动和垂直方向移动。

4.如权利要求1所述的用于演示凌星法的实验装置,其特征在于,所述公转自转机构还包括电动旋转组件和底座,

5.如权利要求2所述的用于演示凌星法的实验装置,其特征在于,所述第一滑块上安装有电动推杆和推杆调速器,所述电动推杆与所述推杆调速器电性连接;所述电动推杆的伸缩端与所述模拟行星固定连接,伸缩所述电动推杆控制所述模拟行星到达预设位置,控制所述模拟行星沿所述转盘垂直方向移动和定位。

6.如权利要求3所述的用于演示凌星法的实验装置,其特征在于,所述第二直线导轨与第一直线导轨的延长线均经过所述转盘的中心,且所述第二直线导轨的长度大于所述转盘的外径。

7.如权利要求1所述的用于演示凌星法的实验装置,其特征在于,所述转盘包括环状本体,所述环状本体与所述连接杆固定连接,所述连接杆一端与环心连接,所述连接杆的另一端与所述环状本体的内径表面任意端连接。

8.如权利要求1所述的用于演示凌星法的实验装置,其特征在于,所述模拟恒星包括壳体、若干光源、电源驱动模块及主控模块,所述若干光源、电源驱动模块和主控模块均设置在所述壳体内,所述主控模块分别与所述多个光源、电源驱动模块连接,且所述主控模块与外部控制开关通信连接,通过所述外部控制开关控制并切换多个光源显示的颜色和亮度。

9.如权利要求1所述的用于演示凌星法的实验装置,其特征在于,所述采样测量装置包括光度计本体和通信模块,所述光度计本体内部设有光度传感器模块,所述光度计本体上端设有检测部,所述检测部靠近所述模拟行星的一端设置有感光球,所述感光球的球心与所述模拟恒星球心和所述模拟行星的球心设置在同一平面上;所述通信模块与外部移动设备通信连接,检测所述模拟行星遮挡所述模拟恒星时的光线变化量,通过所述外部移动设备记录所述光线变化量并导出数据。

10.如权利要求1所述的用于演示凌星法的实验装置,其特征在于,所述模拟恒星和所述模拟行星均为球体,且所述球体表面呈规则分布。

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【技术特征摘要】

1.一种用于演示凌星法的实验装置,其特征在于,包括:公转自转机构、模拟恒星、模拟行星和采样测量装置,

2.如权利要求1所述的用于演示凌星法的实验装置,其特征在于,所述第一移动升降机构包括第一滑块和第一直线导轨,所述第一直线导轨与所述连接杆顶部固定连接,且所述第一直线导轨沿所述连接杆长度延伸方向设置;所述第一滑块设置在所述第一直线导轨上,所述第一滑块靠近所述第一直线导轨的一端沿所述第一直线导轨上表面滑动连接,所述第一滑块远离所述第一直线导轨的另一端与所述模拟行星固定连接,在滑动到达预设位置后通过把手与所述第一直线导轨锁紧,以控制所述模拟行星沿所述转盘径向移动和定位。

3.如权利要求1所述的用于演示凌星法的实验装置,其特征在于,所述第二移动升降机构包括第二直线导轨、第二滑块、第三直线导轨和第三滑块,所述第二直线导轨沿所述转盘径向设置并安装在所述转盘底端;所述第二直线导轨与所述第三直线导轨垂直设置,且所述第二直线导轨远离所述转盘的一端通过所述第二滑块与所述第三直线导轨的一端固定连接;所述第三滑块安装在所述第三直线导轨上,且靠近所述模拟行星的一侧设置,所述第三滑块靠近所述第三直线导轨的一端与所述第三直线导轨滑动连接,所述第三滑块远离所述第三直线导轨的另一端与所述采样测量装置固定连接,以控制所述采样测量装置沿所述转盘径向移动和垂直方向移动。

4.如权利要求1所述的用于演示凌星法的实验装置,其特征在于,所述公转自转机构还包括电动旋转组件和底座,

5.如权利要求2所述的用于演示凌星法的实验装置,其特征在于,所述第一滑块上安装有电动推杆和推杆调速器,所述电动推杆与所述推杆调速器电性...

【专利技术属性】
技术研发人员:邱哲宇邱宝贵吴文英
申请(专利权)人:邱哲宇
类型:新型
国别省市:

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