專利名稱：地磁場演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀的制作方法
地磁場演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀，是一種教學(xué)儀器。在現(xiàn)有地球儀中加入磁場調(diào)節(jié)裝置而成。該裝置通過機(jī)械加工可以制造出來。
地球儀今天在中、小學(xué)教學(xué)中已經(jīng)普及，而且已進(jìn)入家庭擺設(shè)之列，成為初學(xué)物理和地理者的地球模型，但遺憾的是地球有磁場，而地球儀無磁場。在我上小學(xué)和初中時，書中有地磁場知識，當(dāng)時老師講后，我仍沒有徹底弄清指南和磁偏現(xiàn)象。上大學(xué)后我又接觸到這方面的知識，當(dāng)時我想寫一篇地球磁場形成原因的論文，看過拉普拉斯著的《宇宙體系論》后，才知道這個問題已有多種假說。我的思路轉(zhuǎn)到了這些知識的教學(xué)方面，即在地球儀中加磁場調(diào)節(jié)裝置，使現(xiàn)在的地球儀更趨近于地球本身，能使學(xué)生在學(xué)習(xí)地磁場知識時，通過實(shí)驗(yàn)來獲得感性認(rèn)識。我們知道純理論性的知識學(xué)生不易掌握，做一下實(shí)驗(yàn)學(xué)生有了感性認(rèn)識后，就會很容易理解，因而這項(xiàng)發(fā)明適用于中、小學(xué)物理和地理教學(xué)，以及幼兒的啟蒙教育。
地球的形狀很象一個橢園體，如果不考慮扁率或橢率(赤道半徑和兩極之差為21公里)，大概可以把地球當(dāng)作一個球體，其平均半徑為6371公里，這樣地球儀便成了地球的模型。地球儀在教學(xué)中的重要性是可想而知的，人們第一次見到它就產(chǎn)生一個明確的概念-地球是圓的，這就使人們拋棄了直觀的地面是平的這一概念，而且地球儀表面圖象是地球表面結(jié)構(gòu)的縮影。地球本身有磁場，地磁場與實(shí)際位于球體中心附近的柱狀磁鐵的磁場相一致，所以可以把地球當(dāng)成一塊大磁鐵，它的位置從地球中心向太平洋方向移動了大約400公里傾離旋轉(zhuǎn)軸12度。這樣一塊大磁鐵的磁力線從位于南半球的北極開始環(huán)繞地球，向北半球的南極集中，在近地空間伸展幾萬公里，地磁場的南北極并不與地理南北極重合。以上所闡述的地磁場演示實(shí)驗(yàn)裝置的原理。
地磁場調(diào)節(jié)裝置的技術(shù)資料(與附圖
一起參看)1、磁場經(jīng)、緯度調(diào)節(jié)在經(jīng)、緯度調(diào)節(jié)盤上刻上UO線和右旋標(biāo)志，調(diào)節(jié)盤的松緊由在1、2、4之間加墊圈控制(參看附圖)。
在緯度調(diào)節(jié)盤上刻上18等分，每轉(zhuǎn)一格調(diào)節(jié)緯度1度，每轉(zhuǎn)一周調(diào)節(jié)緯度18度，調(diào)節(jié)范圍±30度。在經(jīng)度調(diào)節(jié)盤上刻上刻上地球儀上經(jīng)度線相一致的等分線。
調(diào)節(jié)方法，先把經(jīng)度線調(diào)到0度，用指南針把緯度調(diào)到0度，然后把緯度調(diào)到指定位置再調(diào)經(jīng)度。調(diào)完后將指南針靠近地球儀便可看到指南和磁偏現(xiàn)象。
地磁極目前的坐標(biāo)地磁北極在北緯78.2度，西經(jīng)68.8度;地磁南極在南緯78.2度，東經(jīng)111.2度。
地磁場調(diào)節(jié)裝置在地球儀南，北極對稱地各裝一個，中間加入磁鋼，圖中省去南極示意圖。
2、齒輪(1)直齒圓錐齒輪速比為1，δ＝45°，Σ＝90°，m＝1，z＝20，d＝20mm，R =122d2= 14.14mm ,]]>ψR＝ (b)/(R) ＝0.3，b＝0.3mm(齒寬)，mm＝(1-0.5R)m＝0.85，dm＝17mm，dv= (dm1)/(cosδ) = 24mm ,Zv＝ (z)/(Cosδ) ＝28齒，齒面光潔度6級。
(2)直齒圓柱齒輪模數(shù)m＝1中心距a＝105mm小齒輪d1＝10mm，da1＝12mm，df1＝7.5mm，b1＝4mm，Z1＝10。
大齒輪d2＝200mm，da2＝202mm，df2＝197.5mm，b2＝8mm，Z2＝200(實(shí)為導(dǎo)向局部齒輪，如圖所示)全齒高h(yuǎn)＝2.25mm，齒面光潔度6級。
3、地球儀殼體地球儀殼體材料最好用鋁薄板制造，因?yàn)樵谀M實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，如果殼體是用鐵皮則將被磁鋼磁化，從而對指南針有徑向吸引力，造成指南針轉(zhuǎn)動不靈活而影響實(shí)驗(yàn)效果。
4、磁鋼安裝磁鋼13裝入12后要留一點(diǎn)縫隙，在不同的經(jīng)度和緯度時，南北極磁鋼套間的距離會伸長(縮短)。
5、螺紋聯(lián)接(1)兩塊壓緊導(dǎo)向塊用沉頭螺釘聯(lián)接，六顆螺釘均布。
沉頭螺釘為AM2×1×8GB65-58(2)調(diào)節(jié)器殼體用安裝在法蘭上的螺釘聯(lián)接。
螺釘AM3×1×15GB67×586、各配合面的加工精度(1)齒面為6級光潔度;(2)軸的主要配合面為4級光潔度;
(3)其余3級光潔度。
備注地磁場調(diào)節(jié)裝置規(guī)格通用，通過改變磁鋼長度和磁鋼套尺寸，該裝置可用于直徑大于30cm的地球儀中，采用45＃鋼制造，圖中尺寸為了便于加工可作適當(dāng)調(diào)查。
對附圖的補(bǔ)充說明圖中單位均為mm;比例為1∶1。
附圖(1)-地磁場演示實(shí)驗(yàn)裝置裝配中序號名稱圖中序號名稱1經(jīng)度調(diào)節(jié)盤8齒輪軸2緯度調(diào)節(jié)盤9局部導(dǎo)向齒輪3沉頭螺釘10調(diào)節(jié)器殼體4 壓緊導(dǎo)向塊 11 球 交聯(lián)接5地球儀殼體12磁鋼套6直齒圓錐齒輪軸13磁鋼7直齒圓錐齒輪14地球儀支架附圖(2)-調(diào)節(jié)器殼體附圖(3)-圓錐齒輪軸附圖(4)-齒輪軸附圖(5)-直齒圓錐齒輪附圖(6)-經(jīng)度調(diào)節(jié)盤附圖(7)-緯度調(diào)節(jié)盤附圖(8)-局部大齒輪參考資料A《地球是塊大磁鐵》劉文星編著科普出版社1984.6.北京B《機(jī)械零件》許鎮(zhèn)宇等主編高等教育出版社1981.7.北京
C《機(jī)械零件設(shè)計手冊》冶金工業(yè)出版社1974.4.北京
權(quán)利要求
地磁場演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀，是在現(xiàn)有地球儀中加入地磁場調(diào)節(jié)裝置，可調(diào)出地磁場在南、北極不同的經(jīng)度和緯度，通過指南針可直接看到指南和磁偏現(xiàn)象，從而可應(yīng)用于中、小學(xué)地理課和物理課的教學(xué)中，還可用于幼兒啟蒙教育。該發(fā)明的主要技術(shù)特征在于1、在地球儀中加入模擬地磁場，這樣的地球儀將更趨近于地球本身，使其更近似地成為地球的模型，在原有地球儀基礎(chǔ)上看到指南和磁偏現(xiàn)象。2、通過兩極經(jīng)度調(diào)節(jié)盤可調(diào)出所需地磁場在南、北極的經(jīng)度位置。3、通過兩極緯度調(diào)節(jié)盤可調(diào)出所需地磁場在南、北極的緯度位置。
全文摘要
地磁場演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀是一種教學(xué)儀器，在現(xiàn)有地球儀中加入地磁場裝置，可調(diào)出地磁場在南、北極不同的經(jīng)度和緯度，通過指南針可直接看到指南和磁偏現(xiàn)象，從而使中、小學(xué)學(xué)生在地理課和物理課的教學(xué)中，通過該裝置獲得對在磁場知識的感性認(rèn)識，便于對地磁場理論的理解。同時該裝置還可用于幼兒的啟蒙教育。地磁場調(diào)節(jié)裝置根據(jù)說明書及圖紙，經(jīng)過機(jī)械加工可制造出來，廣泛地應(yīng)用于教學(xué)領(lǐng)域。
文檔編號G09B27/08GK1039138SQ8810869
公開日1990年1月24日 申請日期1988年12月14日 優(yōu)先權(quán)日1988年12月14日
發(fā)明者何家寧 申請人:何家寧