一种探究阳光直射、斜射与吸热快慢的实验仪[实用新型专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)实用新型专利
(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202022369248.9
(22)申请日 2020.10.22
(73)专利权人 贵阳市师范学校附属实验小学
地址 550081 贵州省贵阳市观山湖区碧海
花园
(72)发明人 田茂勇　
(74)专利代理机构 贵州启辰知识产权代理有限
公司 52108
代理人 赵彦栋　葛歆玮
(51)Int.Cl.
G09B 23/16(2006.01)
(54)实用新型名称
一种探究阳光直射、斜射与吸热快慢的实验
仪
(57)摘要
本实用新型公开了一种探究阳光直射、斜射
与吸热快慢的实验仪，包括三脚架、第一测温平
台、第二测温平台和第三测温平台；所述三脚架
上设有水平仪；所述三脚架上端向上延伸有转动
轴；所述转动轴上由下至上设有第一测温平台和
第二测温平台；所述转动轴上端设有万向云台，
该万向云台上端设有第三测温平台；所述第三测
温平台上设有用于判断阳光是否垂直照射角度
的影子指针；本实用新型可满足在晴天条件下开
展室外探究实验的需求，也可在阴、雨、多云天气
时，在室内采用仿阳光光线照射开展室内模拟实
验，具备操作简单、数据明显、并兼顾无阳光条件
下也能开展实验的特征。

权利要求书1页 说明书3页 附图2页CN 213042513 U 2021.04.23
C N 213042513
U
1.一种探究阳光直射、斜射与吸热快慢的实验仪，其特征在于：包括三脚架（1）、第一测温平台（2）、第二测温平台（3）和第三测温平台（4）；所述三脚架（1）上设有水平仪；所述三脚架（1）上端向上延伸有转动轴（5）；所述转动轴（5）上由下至上设有第一测温平台（2）和第二测温平台（3）；所述转动轴（5）上端设有万向云台（6），该万向云台（6）上端设有第三测温平台（4）；所述第三测温平台（4）上设有用于判断阳光是否垂直照射的影子指针（7）。

2.根据权利要求1所述的一种探究阳光直射、斜射与吸热快慢的实验仪，其特征在于：所述第一测温平台（2）、第二测温平台（3）和第三测温平台（4）上分别设有黑色纸袋（8）。

3.根据权利要求1所述的一种探究阳光直射、斜射与吸热快慢的实验仪，其特征在于：还包括电子测温探头显示盒（9），该电子测温探头显示盒（9）安装于旋转轴（10）上；该电子测温探头显示盒（9）上设有三个有线的电子测温探头（11）；所述三个电子测温探头（11）分别连接第一测温平台（2）、第二测温平台（3）和第三测温平台（4）上的黑色纸袋（8）之中。

4.根据权利要求3所述的一种探究阳光直射、斜射与吸热快慢的实验仪，其特征在于：所述电子测温探头显示盒（9）上设有三个显示屏，分别对应三个电子测温探头（11）。

5.根据权利要求2所述的一种探究阳光直射、斜射与吸热快慢的实验仪，其特征在于：所述第一测温平台（2）、第二测温平台（3）和第三测温平台（4）上分别设有凹槽，所述凹槽位于黑色纸袋（8）一侧，该凹槽内放置温度计（12），所述温度计（12）的测温液泡一端与黑色纸袋（8）内部连接。

6.根据权利要求5所述的一种探究阳光直射、斜射与吸热快慢的实验仪，其特征在于：所述凹槽两侧分别设有卡环（13），卡环（13）可将温度计（12）固定在凹槽内防止滑落。

7.根据权利要求1所述的一种探究阳光直射、斜射与吸热快慢的实验仪，其特征在于：所述万向云台（6）一侧设有用于调整云台空间角度的操作杆（14）。

8.根据权利要求1所述的一种探究阳光直射、斜射与吸热快慢的实验仪，其特征在于：所述三脚架（1）包括三个可调节高度的支架腿（15）。

权　利　要　求　书1/1页CN 213042513 U
一种探究阳光直射、斜射与吸热快慢的实验仪
技术领域
[0001]本实用新型属于教学实验仪器，具体涉及一种探究阳光直射、斜射与吸热快慢的实验仪。

背景技术
[0002]现有技术在教学中，采用的实验原型为：使用三支套有黑色纸袋的温度计，分别放置成与地面水平、与地面垂直、与阳光垂直三种状态，然后观察并记录哪种情况下升温快。

[0003]在教学实践过程中，经学生实验操作发现教材中的实验方案存在以下不足之处：[0004] 1.教材实验方案没有给定学生“判断阳光是否与阳光垂直”的标准，使得实验数据的真实性不强。

[0005] 2.教材没有说明，可以依靠什么物体来分别保持三支温度计的角度，并使其在整个实验过程中角度不变。

[0006] 3.学生在实验过程中，往往会采用直接将温度计置于地面或手持温度计以悬空的方式进行实验。

置于地面测量，黑色纸袋会吸收地面热量，造成实验测量所得数据不准确；手持温度计悬空测量，增加了学生在实验过程中的体力负荷，不能将更多的体力和精力投入到实验现象的观察和实验数据的记录中去。

[0007] 4.阴、雨、多云天气因为没有阳光或阳光持续不足10分钟以上，会造成该实验无法开展，干扰了教学进度的有序性。

[0008]教学原型实验以上缺陷和不足均给实验教学带来了实施难度。

发明内容
[0009]本实用新型要解决的技术问题是，提供一种既可以在室外有阳光条件下也可以在室内无阳光条件下操作，且可保证数据真实准确的探究阳光直射、斜射与吸热快慢的实验仪。

[0010]本实用新型的技术方案是：一种探究阳光直射、斜射与吸热快慢的实验仪，包括三脚架、第一测温平台、第二测温平台和第三测温平台；所述三脚架上设有水平仪；所述三脚架上端向上延伸有转动轴；所述转动轴上由下至上设有第一测温平台和第二测温平台；所述转动轴上端设有万向云台，该万向云台上端设有第三测温平台；所述第三测温平台上设有用于判断阳光是否垂直照射的影子指针。

[0011]具体地，所述第一测温平台、第二测温平台和第三测温平台上分别设有黑色纸袋[0012]更具体地，还包括电子测温探头显示盒，该电子测温探头显示盒安装于旋转轴上；该电子测温探头显示盒手上设有三个电子测温探头；所述三个电子测温探头分别连接第一测温平台、第二测温平台和第三测温平台。

[0013]更具体地，所述电子测温探头显示盒上设有三个显示屏，分别对应三个电子测温探头；所述三个电子测温探头分别连接第一测温平台、第二测温平台和第三测温平台上的黑色纸袋之中。

[0014]更具体地，所述第一测温平台、第二测温平台和第三测温平台上分别设有凹槽，所述凹槽位于黑色纸袋一侧，该凹槽内放置通温度计，所述温度计的测温液泡一端与黑色纸袋内部连接。

[0015]更具体地，所述凹槽两侧分别设有卡环，卡环可将温度计固定在凹槽内防止滑落。

[0016]具体地，所述万向云台一侧设有用于调整云台空间角度的操作杆。

[0017]具体地，所述三脚支架包括三个可调节高度的支架腿。

[0018]与现有技术比较，本实用新型的有益效果是：
[0019]（1）第一测温平台可围绕水平面旋转360度；第二测温平台可与地面保持垂直状态下，绕水平方向旋转360度，实现了在实验要求的范围内对任意阳光照射角度的测量；而与阳光垂直的第三测温平台安装于一个可以在立体三维空间任意旋转的万向云台上，第三测温平台上还安装有用于判断阳光是否垂直照射的影子指针，即一小根与测温平台表面处于垂直的直木棒。

通过上、下抬压，左、右推拉云台的操作杆，使得第三测温平台在立体空间内转动，以达到寻找阳光垂直照射角度的目的；
[0020]（2）三个测温平台均采用具有隔热效果的材料制成，在测温平台的表面设计有用于固定温度计的卡环，方便多次测量时更换温度计，并使温度计在实验过程中不会滑落摔坏；
[0021]（3）三脚架的顶部装有水平仪，借助水平仪，分别调整三角架三个支架腿的长短及角度，可以保证整个实验仪处于水平状态，并实现整体高度的调整，以满足不同身高的学生使用；
[0022]（4）采用三脚架支撑隔热材料制成的三个测温平台，实现了相对悬空测温，避免了外界接触物对实验数据的影响；减少了学生采用手持方式进行实验的体力负荷，将学生更多的精力投入到对实验现象的观察和实验数据的记录中去；
[0023]（5）本实用新型可满足在晴天条件下开展室外探究实验的需求，也可在阴、雨、多云天气时，在室内采用仿阳光光线照射，操作简单、安全性高、模拟效果好，即便是没有阳光的天气也能开展探究实验，保证了教学的有效性和教学进度的有序性。

附图说明
[0024]图1是本实用新型实施例1的结构示意图；
[0025]图2是本实用新型实施例2的结构示意图；
[0026]图中：1‑三脚架；2‑第一测温平台；3‑第二测温平台；4‑第三测温平台；5‑转动轴；6‑万向云台；7‑影子指针；8‑黑色纸袋；9‑电子测温探头显示盒；10‑旋转轴；11‑电子测温探头；12‑温度计；13‑卡环；14‑操作杆；15‑支架腿。

具体实施方式
[0027]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

[0028]实施例1
[0029]如图1所示，一种探究阳光直射、斜射与吸热快慢的实验仪，包括三脚架1、第一测温平台2、第二测温平台3和第三测温平台4；三脚架1上设有水平仪；三脚支架包括三个可调节高度的支架腿15；可根据水平仪来调整支架腿15的角度来保证整个实验仪的水平；三脚架1上端向上延伸有转动轴5；转动轴5上由下至上设有第一测温平台2和第二测温平台3；转动轴5上端设有万向云台6，该万向云台6上端设有第三测温平台4；万向云台6一侧设有用于调整云台空间角度的操作杆14；第三测温平台4上设有用于判断照射角度的影子指针7；第一测温平台2、第二测温平台3和第三测温平台4上分别设有黑色纸袋8。

[0030]上述影子指针7即一小根与第三测温平台4表面处于垂直的直木棒。

通过上、下抬压，左、右推拉云台的操作杆14，可以让第三测温平台4在立体空间内转动，以达到寻找阳光垂直照射角度的目的。

当转动与阳光垂直平台时，可以看见影子指针7产生不同长短和不同角度的影子，当影子看不见时，阳光垂直照射该第三测温平台4表面；此时阳光亦垂直照射该平台上的黑色纸袋8上。

[0031]简而言之，利用“阳光垂直照射物体时，影子位于物体的正下方即看不到物体的影子”这一原理实现了“阳光是否垂直照射”的判断。

[0032]上述结构还包括电子测温探头显示盒9，该电子测温探头显示盒9安装于旋转轴10上；该电子测温探头显示盒9上设有三个电子测温探头11；三个电子测温探头11分别连接第一测温平台2、第二测温平台3和第三测温平台4；电子测温探头显示盒9上设有三个显示屏，分别对应三个电子测温探头11；三个电子测温探头11分别连接第一测温平台2、第二测温平台3和第三测温平台4上的黑色纸袋8。

[0033]实施例2
[0034]如图2所示，与实施例1不同之处在于：将电子测温探头11测试温度换成温度计12测试温度，该温度计12为热力学普通温度计12，即第一测温平台2、第二测温平台3和第三测温平台4上分别设有凹槽，凹槽位于黑色纸袋8一侧，该凹槽内放置温度计12，温度计12的测温液泡插入黑色纸袋8之中；凹槽两侧分别设有卡环13，卡环13可将温度计12固定在凹槽内防止滑落。

[0035]实施例1或实施例2可以在室外阳光下直接用于实验研究，也可在室内配合阳光模拟装置进行实验。

阳光模拟装置可使用防水、防爆安全性能高的发热发光型灯泡制成，并配合测温探头使模拟实验效果更加明显，安全性能高且成本低。

[0036]并且考虑人造光源所形成的局部环境，无法达到与阳光照射完全相同的效果（温度变化无法与阳光照射完全一样明显），实施例1中的电子测温探头能精确到0.1摄氏度，保证了对温度细微差别数据的获取，使得模拟实验效果得以保障。

在室内模拟实验中，只需将热力学普通温度计更换为电子测温探头即可进行实验操作。

电子测温探头的使用，不仅提高了温度计的测量精度和灵敏性，还因为三个测温探头的显示屏数据能实时获取并显示，增强了实验数据变化过程的“可视化”。

[0037]以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。

优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。

显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。

本说明书选取并具体描述实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。

图1
图2。