1
(21) 302575/31-12
(22)17.09.87
) 30.03.90. Бюл. № 12 (75) Р.И.Цветов (53) 629.11(088.8)
(56)Левитан Е.П. Методика преподавания астрономии в средней школе. М.: Просвещение, 1965.
( 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, 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 30 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, види- мое годичное движение Солнца и др. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.
с
$
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.
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 демонстрационных возможностей астрономической планисферы.
На фиг.1 изображена астрономическая планисфера, общий вид спереди; на фиг.2 - то же, общий вид сбоку; на фиг.З основной диск; на фиг.k - дополнительный диск; на фиг.5 - приспособление Искусственный горизонт,
сд ел
4
вид спереди, на фиг.6 - то же, вид сверху.
Астрономическая планисфера состоит из основания 1, направляющей 2, шарнирно связанной с основанием, стойкой 3, смонтированной в направляющей с возможностью вращения относительно своей продольной оси, основного диска ( 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
стойке 3 под углом 66°3V к продольной оси стойки, циферблатов В 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 продольную 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 9 благодаря чему суточное вращение астрономической планисфера всегда происходит вокруг макета Земли, расположенного на линии продольной оси стойки 3, параллельной оси мира.
Дополнительный диск 7 снабжен фиксатором 12, связывающим его с основным диском 4, установленным под тем же углом, Фиксатор 12 позволяет про изводить как совместное вращение основного и дополнительного дисков, так и отдельное вращение основного диска вокруг оси макета 6 Земли,
Основной диск k оснащен шкалами гелиоцентрических долгот и календарных дат, а дополнительный диск 7 шкалами календарных дат, зодиакальны созвездий, геоцентрических долгот и знаков зодиака. Шкалы выполнены в виде съемных колец 13 и , 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 И и имеют общие точки начала отсчета.
Кольца 13 и И снабжены выступами расположенными против дат осеннего равноденствия. Выступы указывают направление на точку весеннего равноденствия, Кольцо снабжено стопором 15 исключающим его неироизволь ный поворот.
На циферблатах 8 и Э, также выполненных в виде съемных колец, нанесен шкалы звездного и среднего времени для демонстраций на широтах Северно-
го и Южного полушарий Земли, i
Астрономическая планисфера работает следующим образом„
S
0
5
35
40
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 ориентации прибора в соответствии с географической широтой места демонстрации астрономических явлений,,
Астрономическую планисферу настраивают на ноль часов всемирного времени заданной даты, для чего кольцо i j поворачивают вокруг основного диска h так, чтобы заданная дата оказалась над макетом 6 Земли
Затем основной диск k вместе с кольцом 13 поворачивают вокруг макета б Земли относительно дополнительного диска 7 так, чтобы заданная дата на кольце 13 и та же дата на кольце И расположились одна над другой и на одной вертикальной линии с макетом 6 Земли и макетом 5 Солнца, в результате чего макет Солнца окажется в нижней кульминации, циферблат среднего времени устанавливается на ноль часов, а циферблат звездного времени устанавливается показаниями часов, соответствующими нулю часов всемирного времени заданной 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
5
0
от вышеуказанной линии, в Новолуние - между макетами Земли и Солниа.
Основной диск и дополнительный
диск 7 скрепляют фиксатором 12,
i
Ориентацию астрономической планисферы производят путем поворота стойки 3 относительно основания 1, В результате ориентации продольная ось стойки 3 должна находиться под углом к плоскости горизонта, равным географической широте места демонстрации астрономических явлений, После выпрл515
нения вышеуказанных работ астрономическая планисфера готова к проведению демонстрации.
С помощью астрономической плани- феры могут быть продемонстрированы изменения в течение суток положения плоскости солнечной системы в пространстве, т.е. относительно плоскости горизонта, связанные с этим астроно- мические 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 среди1 знаков Зодиака, видимое положение Луны и планет в зо- дикальных созвездиях, соотношение среднего и звездного времени, одновременный показ и взаимосвязь видимо- го положения Солнца, Луны и планет, на небе (геоцентрической картины) и их истинного положения в Солнечной системе (гелиоцентрической картины)
и ДР.
При проведении ряда демонстраций используют приспособление Искусственный горизонт, состоящее из двух идентичных элементов, каждый из которых содержит подставку 16, вертикаль- ную телескопическую стойку 17 закрепленную на подставке, и радиусную пластинку 18, жестко связанную с телескопической стойкой.
При демонстрации элементы приспособления 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 Южном полушариях Земли в один и тот же момент времени: в полдень 22 июня 198 года на одном меридиане и на одинаковой географической широте, округлено равной 56° (широта Москвы равна
j
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 - . Фаза Луны на указанную дату - после тре
,- 0
5
.
5 0
5
0
5
О6
тьей четверти (новолуние - 26 июня), Звездное время на ноль часов всемирного времени - 17ч 58 мин, азимут точек восхода и захода - ±137 , склонение Солнца - +23°26 , восход Солнца -Зч 13 мин, заход - 20 ч 50 мин Продолжительность дня равна 1 7 ч 37 мин.
Настройку астрономической планисферы на географическую иироту 5б (широту Москвы) и ча ноль часов 22 июня 1987 года осуществляют следующим образом. i
Стойку 3 с помощью угломера 11 устанавливают под углом 5бс 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 дат 22.июня на дисках t 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 О против индекса, а циферблат звездного, времени устанавливают против индекса на 17ч 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 Б каком именно зодиакальном созвездии наблюдается планета или Луна, мысленно проводят линию макет Земли - макет планеты до пересечения этой линии с шкалой на кольце 1. Для определения места Солнца среди зодиакальных знаков также мысленно проводят линию макет Земли - макет Солнца до пересечения со шкалой знаков зодиака на кольце k.
Установленное таким путем видимое положение Солнца, Луны или планеты отмечается кружком, прикрепляемым к краю диска 7 с изображением соответствующего астрономического символа.
Луна на кружке отмечается в текущей фазе.
Диаметр кружка условно выражает яркость светила в звездных величинах. Соединение Луны и планеты отмечают положением центров кружков относительно края дополнительного диска 7°
Перевел астрономической планисферы с всемирного времени на Московское летнее время осуществляют следующим образом. Когда в Гринвиче О часов - в Москве k часа летнего времени. Разность долготы Гринвича и Москвы равна 2 ч 30 мин, Следовательно, нижняя кульминация Солнца в Мос кве - в 1 ч 30 мин летнего времени. Соответственно Московское звездное время - 16 ч 32 мин.
Перевод циферблаты 9 и 8 на Московское летнее время осуществляют следующим образом. Вращая стойку 3 вокруг ее продольной оси в направлении движения часовой стрелки, наблюдают связанные с отим астрономические явления за сутки (27. июня 1987 года).
Оценке видимости планет и Луны: Меркурий в лучах Солнца не виден, Венера в лучах Солнца не видна, Марс не виден, Юпитер 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 - +2Я°2б « Солнце вступило в зодиакальный знак Рака В Северном полушарии Земли началось астрономическое лето. Поодолжитель- ность дня равна 17 ч 37 мин. Лень летнего солнцестояния.
Настройку астрономической планисферы для демонстрации астрономических явлений,, наблюдаемых на широтах Южного полушария Земли осуществляют следующим образом.
При помощи угломера 11 пооверяют установку астрономической планисферы на географическую широту %° , Макеты планет и Луны снимают с астрономической планисферы и на основном риске 4 остаются только маке г 6 Земли и макет 5 Солнца.
Кольца 13 и 14 снимают, переворачивают и вновь устанавливают на свое место гыльной стороной к наблюдателю (к Южному полюсу Земли, к которому наблюдатель стоит спиной).
На .обоих кольцах дата 22 июня
0
5
25
0
30
у верхнего края. Последовательность месяцев на кольце И - по направлению движения часовой стрелки.
Дополнительный диск 7 поворачивается вместе со стойкой вокруг ее продольной оси так, тобы верхний край диска имел склонение плюс .
Основной диск 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 полушарииепри отражении в зеркале.
Наблюдатель стоит спиной к Южному полюсу Земли. Поэтому для него - Восток - правый край астрономической 35 планисферы; Запад - левый край; Север - Верхний край астрономической планисферы и Юг - нижний край.
Солнце, Луна и планеты восходят на Востоке, поднимаются в полдень к Северу и заходят на Западе, Для наблюдателя их движение по небу против движения часовой стрелки.
Оценка видимости планет и Луны за сутки (22 июня 1987 года) на широте 56 Южного полушария Земли.,
Поворачивая стойку J вокруг ее продольной оси против направления движения часовой стрелки наблюдают суточное движение астрономической планисферы в 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,,
40
45
50
55
Юпитер виден ранним утром на Северо- Востоке в созвездии Рыб, Сатурн виден в созвездии Змееносца (Скорпиона) всю ночь высоко над горизонтом, Луна не видна. Азимуты точек восхода и захода Солнца равны -и7° (от точки Севера) . Склонение Солнца в полдень равно минус 23°26 , т.е. его высота над горизонтом равна . Продолжи- тельность дня равна 6 ч 57 мин. 22 июня Солнце вступило в зодиакальны знак Рака. В Южном полушарии Земли началась астрономическая зима.
Предлагаемая астрономическая пла- нисфера позволяет расширить демонстрационные возможности, так как обеспечивает проведение демонстраций в любой точке земного шара,в любой момент суток, любой даты года.
Формула изобретения
ным шкалами календарных дат, зодиакальных созвездий, гелиоцентрических долгот и знаков зодиака дополнительным диском большего диаметра, расположенным под основным диском и закрепленным на стойке под тем же углом, циферблатами звездного и среднего времени, смонтированными на стойке в плоскостях, перпендикулярных ее продольной оси, линейкой склонения и угломером географической широты, установленными на направляющей в плоскости, проходящей через продопьную ось стойки перпендикулярно основанию, при этом направляющая с основанием сосди нены шарнирно, стойка смонтирована в направляющей с возможностью вращения относительно продольной оси, а дополнительный диск снабжен фиксатором, связывающим его с основным диском, и расположен так, что его ось проходит через центр макета Земли.
в виде съемных колец, установленных на периферии дисков с возможностью поворота относительно их центров.
Фиг. а
В
16
Фиг. 5
Редактор АаРевин
Составитель В.Гойфман Техред М.Ходанич
Заказ
Тираж 378
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Фиг.6
Корректор Л.Бескид
Подписное
