Астрономическая планисфера р.и.цветова

 

Изобретение относится к приборам для демонстрации астрономических явлений, связанных с изменением положения планет солнечной системы, и обеспечивает расширение демонстрационных возможностей. Планисфера содержит основание, направляющую, шарнирно связанную с основанием, стойку, смонтированную в направляющей, основной и вспомогательный диски, циферблаты звездного и среднего времени, линейку склонения и угломер географической широты. Дополнительный диск жестко закреплен на стойке под углом 23°30Ъ к вертикали и с помощью фиксатора связан с основным диском установленным под тем же углом. На основном диске размещены макеты Солнца, Земли и других планет солнечной системы. Основной и дополнительный диск оснащены съемными кольцами, на поверхности которых нанесены шкалы, необходимыми для демонстрации астрономических явлений. Циферблаты звездного и среднего времени жестко закреплены на стойке, линейка склонения и угломер - на направляющей. Планисфера позволяет производить демонстрацию изменения положения солнечной системы в течение суток, астрономических явлений, связанных с изменением положения плоскости эклиптики в пространстве в течение суток и на протяжении года, видимое годичное движение Солнца и др. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ .4 (21) 4302575/31-12 (22) 17.09.87 (46) 30.03.90. Бюл. 1" 12 (75) Р.И.Цветов (53) 629.114(088,8) (56) Левитан Е.П. Методика преподавания астрономии в средней школе. М.:

Просвещение, 1965. (54) АСТРОНОМИЧЕСКАЯ ПЛАНИСфЕРА

Р,И.ЦВЕТОВА (57) Изобретение относится к приборам для демонстрации астрономических явлений, связанных с изменением положения планет солнечной системы, и обеспечивает расширение демонстрационных возможностей, Планисфера содержит основание, направляющ(ую, шарнирно связанную с основанием, стойку, смонтированную в направляющей, основной и вспомогательный диски., циферблаты звездного и среднего времени, линейку склонения и угломер географической .

Изобретение относится к приборам для демонстрации астрономических явлений, связанных с изменением положений планет Солнечной системы, и может быть использовано в учебном процессе.

Цель изобретения — расширение де-. монстрационных возможностей астрономической планисферы.

На фиг.1 изображена астрономичес" кая планисфера, общий вид спереди; на фиг.2 - то же, общий вид сбоку; на фиг.3 - основной диск; на фиг.4дополнительный диск; на фиг.5 - приспособление "Искусственный горизонт", „„SU„,. (5640(0 A1 (51) 5 С 09 В 27/00

2 широты. Дополнительный диск жестко ( закреплен на стойке под углом 23 30 к вертикали и с помощью фиксатора связан с основным диском, установленным под тем *e углом. На основном диске размещены макеты Солнца, Земли и других планет солнечной системы.

Основной и дополнительный диск оснащены съемными кольцами, на поверхнос" ти которых нанесены шкалы, необходимыми для демонстрации астрономических явлений. Циферблаты звездного и среднего времени жестко закреплены на стойке, линейка склонения и угломер на направляющей, Планисфера позволяет производить демонстрацию изменения положения солнечной системы в течение суток, встрокоиическик рвлеиий, связанных с изменением положения плоскости эклиптики в пространстве в тече- С, ние суток и на протяжении года, видимое годичное движение Солнца и др. . 2 э.п. ф-лы, 6 ил. вид спереди, на фиг.6 - то же, вид сверху.

Астрономическая планисфера состоит иэ основания 1, направляющей 2, шарнирно связанной с основанием, стойкой

3, смонтированной в направляющей с воэможностью вращения относительно своей продольной оси, основного диска 4 с размещенными на его поверхности макетом 5 Солнца, макетом 6 Земли и макетами других планет Солнечной системы, дополнительного диска 7, большого диаметра, расположенного под основным диском и жестко закрепленного на

1 554010 стойке 3 под углом 66 34 к продольной оси стойки, циферблатов 8 и 9 соответственно звездного и среднего времени, смонтированных на стойке 3 в плоскостях, перпендикулярных к ее продольной оси, линейки 10 склонения и угломера 11 географической широты„ установленных на направляющей 2 в плоскости, проходящей через продоль= ную ось стойки перпендикулярно основанию.

Дополнительный диск 7 расположен так, что его ось проходит через центр . макета 6 Земли, где она геометрически пересекается с продольной осью стойки 3, бпагодаря чему суточное вращение астрономической планисферы всегда происходит вокруг макета Земли, расположенного на линии продольной оси стойки 3, параллельной оси мира, Дополнительный диск 7 снабжен Фиксатором 12, связывающим его c основным диском 41, установленным под тем же у -лом. Фиксатор 12 позволяет производить как совместное вращение основного и дополнительного дисков, так и отдельное вращение основного диска вокруг оси макета 6 Земли, Основной диск ч оснащен шкалами гелиоцентрических долгот и календар ных дат, а дополнительный диск шкалами календарных дат, зодиакальных созвездий, геоцентрических долгот и знаков зодиака. Шкалы выполнены в ви- 35 де съемных колец 13 и 14, установленных на периферии дисков, с возможностью поворота относительно их центров. Шкалы для демонстрации астрономических явлений, наблюдаемых в Северном и Южном полушариях Земли, нанесены с разных сторон съемных колец

13 и 14 и имеют общие точки начала отсчета.

Кольца t3 и t ) снабжены выступами, расположенными проти в дат осеннего равноденствия. Выступы указывают направление на точку весеннего равноденствия, Кольцо 14 снабжено стопором 1>, исключающим его,- епрсизвольный поворот.

На циферблатах 8 и Я, также выпол-ненных B виде съемных колец, нанесены шкалы звездного и среднего времени для демонстраций на широтах Северно- 55 го и Южного полушарий Земли.

Астрономическая планисфера работает следующим образом, Демонстрации астрономических явлений с помощью астрономической планисферы осуществляют следующим образом.

Предварительно производят подготовку астрономической планисферы, которая заключается в настройке ее на заданную дату, установке на основном диске макетов планет и Луны по данным из астрономического календаря и ориен — àöèè прибора в соответствии с географической широтой места демонстрации астрономических явлений, Астрономическую планисферу настраивают на ноль часов всемирного времени заданной даты, для чего кольцо поворачивают вокруг основного диска 4 так, чтобы заданная дата оказалась над макетом 6 Земли.

Затем основной диск ч вместе с кольцом 13 поворачивают вокруг макета 6 Земли относительно дополнительного диска 7 так,,чтобы заданная дата на кольце 13 и та же дата на кольiIe 1 расположились одна над другой и на одной вертикальной линии с макетом 6 Земли и макетом 5 Солнца, в результате чего макет Солнца окажется е нижней кульминации, циферблат среднего времени устанавливается на

О ноль часов, а циферблат звездного времени устанавливается показаниями часов, соответствующими нулю часов всемирно-о времени -аданной даты.

Макеты планет размещают в соответствии с их гелиоцентрическими долготами на ноль часов заданной даты.

Расположение макета Луны на ее орбите производят с учетом Фазы Луны. Например, при демонстрации явлений на широтах Северного полушария Земли макет Луны в фазе первой четверти устанавливают слева от линии проходящей через макеты Земли и Солнца, в полнолуние — позади макета Земли, т.е. на стороне, противоположной макету Солнца, в фазе третьей четверти - справа от вышеуказанной линии, в Новолуние между макетами Земли и Солнца .

Основной диск 4 и дополнительный диск 7 скрепляют Фиксатором 12.

Ориентацию астрономической планисферь производят путем поворота стойки 3 относительно основания 1, В результате ориентации продольная ось стойки 3 должна находиться под углом к плоскос1и горизонта, pBBHblH геогра" фической широте места демонстрации астрономических явлений. После выпол35! 50

Получение исходных данных.

Из астрономического календаря на

1987 год выписывают гелиоцентрические долготы планет на ноль часов всемирного времени> которые имеют следующие значения: для Меркурия - 247, Венеры - 50, Земли - 270, Марса - 123

Юпитера - 13, Сатурна - 258 . Фаза

Луны на указанную дату - после тре-

S 15540 нения вышеуказанных работ астрономическая планисфера готова к проведению демонстрации.

С помощью астрономической планиферы могут быть продемонстрированы изменения в течение суток положения плоскости солнечной системы в пространстве, т.е. относительно плоскости горизонта, связанные с этим астрономические явления (восход, заход, кульминации светил и др.) их особенности и различия в зависимости от географической широты места наблюдения, видимое годичное движение Солнца и его место среди " знаков Зодиака, видимое положение Луны и планет в зодикальных созвездиях, соотношение среднего и звездного времени, одновременный показ и взаимосвязь видимо- 20 го положения Солнца, Луны и планет, на небе (геоцентрической картины) и их истинного положения в Солнечной системе {гелиоцентрической картины) и др, 25

При проведении ряда демонстраций используют приспособление "Искусственный горизонт", состоящее из двух идентичных элементов, каждый из которых содержит подставку 16, вертикальную телескопическую стойку 17 закрепленную на подставке, и радиусную пластинку 18, жестко связанную с телескопической стойкой.

При демонстрации элементы приспо-. собления "Искусственный горизонт" устанавливают слева и справа от астрономической планисферы так, чтобы макет Земли находился в плоскости радиусных пластин и в центре образуемой ими окружности.

Пример. Демонстрируют сходство и различие астрономических явлений, наблюдаемых в Северном и 10жном полушариях Земли в один и тот же момент времени: в полдень 22 июня

1987 года на одном меридиане и на одинаковой географической широте, округлено равной 56 (широта Москвы равна 55 45 ), 10

6 тьей четверти (новолуние - 26 июня) .

Звездное время на ноль часов всемирного времени - 17 ч 58 мин, азимут точек восхода и захода — «+137, склоО I нение Солнца - +23 26, восход Солн" ца — 3 ч 13 мин, заход - 20 ч 50 мин.

Продолжительность дня равна 17 ч 37 мин.

Настройку астрономической планисферы на географическую широту 56 (широту Москвы) и на ноль часов

22 июня 1987 года осуществляют следующим образом. !

Стойку 3 с помощью угломера 11 устанавливают под углом 56 к плоскости горизонта. Кольцо 13 поворачивают до тех пор, пока против макета Земли не расположется дата. "22 июня" (или долгота, равная 270 ). Основной диск

4 поворачивают относительно дополнительного диска 7 так, чтобы дата

"22.июня" на дисках 4 и 7 оказалась одна над другой и обе они располагались бы на одной вертикальной линии с макетами Солнца и Земли. Циферблат среднего времени устанавливают цифрой "0" против индекса, а циферблат звездного времени устанавливают против индекса на 17 ч 58 мин.

Установку макетов планет и Луны осуществляют .следующим образом, Используя шкалу гелиоцентрических долгот на кольце 13 устанавливают макеты планет и Луны в соответствии с данными астрономического календаря.

Слева и справа от астрономической планисферы помещают элементы приспособления "Искусственный горизонт".

Суточное вращение астрономической планисферы при проведении демонстраций в Северном полушарии Земли осуществляется по направлению движения часовой стрелки. Чтобы определить в каком именно зодиакальном созвездии наблюдается планета или Луна, мыслен но проводят линию макет Земли - макет планеты до пересечения этой линии с шкалой на кольце 14. Для определения места Солнца среди зодиакальных знаков также мысленно проводят линию макет Земли - макет Солнца до пере" сечения со шкалой знаков зоди-.êà на кольце 14.

Установленное таким путем видимое положение Солнца, Луны или планеты отмечается кружком, прикрепляемым к краю диска 7 с изображением соответствующего астрономического символа.

1Я4010

Луна на кружке отмечается в текущей фазе.

Диаметр кружка условно выражает яркость светила B звездных величинах.

Соединение Луны и планеты отмечают положением центров кружков относительно края дополнительного диска 7.

Перевод астрономической планисферы с всемирного времени на Московское летнее время осуществляют следующим образом. Когда в Гринвиче "0" часов в Москве 4 часа летнего времени. Разность долготы Гринвича и Москвы равна

2 ч 30 мин. Следовательно, нижняя кульминация Солнца в Москве - в 1 ч

30 мин летнего времени. Соответственно Московское звездное время

16 ч 32 мин.

Перевод циферблаты 9 и 8 на Мос- 20 ковское летнее время осуществляют следующим образом. Вращая стойку 3 вокруг ее продольной оси в направлении движения часовой стрелки, наблюдают связанные с этим астрономические 25 явления за сутки (22 июня 1987 года).

Оценка видимости планет и Луны:

Меркурий в лучах Солнца не виден, Венера в лучах Солнца не видна, Марс не виден, Ипитер виден ранним утром на Востоке (перед выходом Солнца в созвездии "Рыб", яркость .-1,8 звезд ной величины), Сатурн виден всю ночь (низко над горизонтом в созвездии

Змееносца (Скорпиона), яркость +0,3 звездной величины), Луна не видна.

Склонение Солнца - +23 26 . Солнце о вступило в зодиакальный знак "Рака".

В Северном полушарии Земли началось астрономическое лето. Пподолжител ь- 10 ность дня равна t7 ч 37 мин. День летнего солнцестояния, Настройку астрономической планисферы для демонстрации астрономических явлений,. наблюдаемых на широтах !

Ожного полушария Земли, осуществляют следующим образом.

При помощи угломера 11 проверяют установку астрономической планисферы на географическую широту 56, Макеты планет и Луны снимают с ас рономичес50 кой планисферы и на основном риске 4 остаются только макет 6 Земли и макет 5 Солнца.

Кольца 13 и 14 снимают, переворачивают и вновь устанавливают на свое место тыльной стороной к наблюдателю (к 10жному полюсу Земли, к которому наблюдатель стоит спиной) .

На .обоих кольцах дата "22 июня" у верхнего края, Последовательность месяцев на кольце 14 - по направлению движения часовой стрелки.

Дополнительный диск 7 поворачивается вместе со стойкой вокруг ее продольной оси так, чтобы верхний край диска имел склонение плюс 23 26, .

Основной диск 4 устанавливают на нижнюю кульминацию Солнца. Астрономическую планисферу настраивают на нижнюю кульминацию Солнца.

Суточное вращение астрономической планисферы — против движения часовой стрелки.

Используют те циферблаты звездного и среднего времени, часы на которых нарастают против движения часовой стрелки. Время — Московское - летнее.

Установку макетов планет и Луны. осуществляют следующим образом. Макеты планет и Луны размещают на их орбитах согласно данным астрономического календаря, как и для широт Северного полушария Земли.

Взаимное расположение макетов планет и Луны представляет теперь фигуру подобную той, какую имела бы их конФигурация в Северном полушарии при отражении в зеркале.

Наблюдатель стоит спиной к Южному полюсу Земли. Поэтому для него — Восток - правый кра" астрономической планисферы, Запад - левый край, Север - Верхний край астрономической планисферы и Вг — нижний край.

Солнце, Луна и планеты восходят на Востоке, поднимаются в полдень к

Северу и заходят на Западе, Для наб" людателя их движение по небу против движения часовой стрелки.

Оценка видимости планет и Луны за сутки (22 июня 1987 года) на широте

56 10жного полушария Земли..

Поворачивая стойку 3 вокруг ее продольной оси против направления движения часовой стрелки наблюдают суточное движение астрономической планисферы s целом, т.е. восход, кульминацию и заход Солнца, Луны и планет и зодиакальных созвездий. Склонение Солнца и других кульминирующих объектов определяют при помощи линейки 10 склонения, Из наблюдений на астрономической планисфере определяют, что Меркурий не виден в лучах Солнца„ Венера не видна в лучах Солнца, Марс не виден„

9 арных дат, зодиа ным шк алами кале ио ентри . вских им утром на Северо- х созвездии, ге в„ден ранним кальных с дополнитель

3 ии "Рыб", СатУРн от и знакоВ ЗОДИак

Востоке а (Скорпиона большего диаме звездии Змееносца корпи ным диском большего ол» и закден в со

Оризонтом Луна

ЫМ ПОД OCHOB}4blM ДИСКО ночь высоко над гори всю н м ты то з восхода не видна Ази у пленным з ного и среднег з н, о а авны +47 (от точк иферблатами звездн стойке в хода Солнца р рованными на стой высота над време

23 26, т.e. его высота плоскостях, перпенди р ПрОдолжи" м авна 10

OJl ЬНОЙ ОСИ Л НЕН горизОнтом р афической широты, у тельность дня р авна ч м ме ом геогра оскоса кал ьныи ло р авляющеи в пло сь

22 июня Солнце вс у ша ии Земли новле ей через продопьную ос зн г ак гака

"i " В Южном полушарии, е ти проходящей через

Ф но основа анию при ическая зима. и перпендикуляр инач алась астрономи т ономическая п. нованием оед ап авляющая с ос

Предлагаемая астро асширить демона нирно, стойка см

Фера позволяет р нис е жности, так как о авляющей с возможн т ационные возможно стр е емонстрации в тносительно прод печив р " О- НИЯ О Но шаа влюоим льный диск cí люоои то б " очке земного шар, м а. ил1 его с ос доп оп ни тел сновным дис к любой даты год ром, с вязыва юц его ось мент суток, етени и я ком, р лож и асполож и ложен так, что его ез центр макета Земли. о мула и з обр

Форму к 2 Планисфера по и., о соОСНОВНОИ ДИС. кая планисфера, я с я тем, что

1. Астрономическ яю ю, 25 юща я эможностью вращения нова ние, напра вляющую, становлен с возможно на ен держ щая осно макета Земли и оснац асположенную в напр вокруг оси маке стойку, р под углом к календарных дат, пленный на стоике ными шкалои ка и.1 о т л и ч ай оси ди

3 Планисфера по и. у ° основн oro ее продольно" ти макетами Солнца, аясят ем что шкаль ены на его поверхнос уги ечнои с исте- 0 ю щ льного дисков выполн угих планет соли

Земли, други трических долгот, съемных колец, уст калы гелиоцентри мы и шк я с я тем, что, иферии дисков с ичающа яс на пери о их центров. отли асширения демон онстрационных н- поворота а"относительно она снабжена оснащенвоэможностей, она сна

1554010

1554010

Составитель В,Гойфман

Редактор А.Ревин Техред М,Ходанич Корректор Л.Бескид

Заказ 459

Тираж 378

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Nocxea, N-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина,101