資料介紹
描述
概述:
當(dāng)您仰望夜空時,是否想過為什么有些星星比其他星星更亮?
天文學(xué)家根據(jù)視星等來定義恒星亮度,視星等取決于:

建立模型:
在這個模型中,一個 LED 代表一個單獨的“星星”,亮度和位置可以變化。在“地球”一側(cè),有一個環(huán)境光傳感器獲取光照強度,還有一個超聲波傳感器檢測距離。該模型連接到微控制器,然后在 Mind+ 中可視化數(shù)據(jù)。

第 1 步:制作底座

第 2 步:制作滑塊并固定傳感器


活動 1.1:亮度-距離關(guān)系
當(dāng)星星的光度固定時,我們可以通過輕輕移動 LED 并在 Mind+ 中同時看到數(shù)據(jù)可視化來研究星星的亮度如何隨距離變化。
下載示例程序1并打開,切換到離線模式,將代碼上傳到您的微控制器(Arduino Uno)。在這個程序中,LED設(shè)置為最大亮度(255),不斷讀取傳感器數(shù)據(jù)并發(fā)送到串口。

切換到在線模式,我們可以在舞臺上可視化接收到的數(shù)據(jù)。
首先,連接設(shè)備開始接收上傳(離線)模式數(shù)據(jù)。

其次,點擊綠旗在舞臺上繪制數(shù)據(jù)。拉動或推動吸管以改變 LED 位置,這里我們將星距轉(zhuǎn)換為厘米,比例為 1 厘米 = 10 光年。
*請注意距離讀數(shù)在2cm以內(nèi)會不穩(wěn)定(超聲波測量范圍:2cm~500cm)

此程序默認(rèn)設(shè)置最大亮度為 3000,但如果您發(fā)現(xiàn)由于光照條件不同導(dǎo)致圖形過大或過小,您可以根據(jù)環(huán)境光傳感器的實際最高讀數(shù)更改此值(當(dāng) LED 得到到最近的位置)。
結(jié)果:

可以清楚地看到亮度隨著距離的增加而減小,圖形看起來更像曲線而不是直線,遵循平方反比定律:

因此,我們可以得出結(jié)論,恒星的亮度取決于它離我們的距離。
活動 1.2:北斗七星等
北斗七星是北方天空中最著名和最知名的星群之一。它由七顆星組成:Dubhe、Merak、Phecda、Megrez、Alioth、Mizar 和 Alkaid。讓我們來檢驗我們的假設(shè),即它們看起來更亮或更暗是距離和光度的綜合結(jié)果。
我們可以從互聯(lián)網(wǎng)上獲取給定恒星的基本參數(shù):

一旦我們得到恒星的距離和光度數(shù)據(jù),我們就可以用模型測量它們的相對星等。

下載示例程序 2 并打開它,切換到離線模式,并將代碼上傳到您的微控制器(Arduino Uno)。在這個程序中,我們將從在線模式發(fā)送光度值來改變 LED 亮度。

切換到在線模式,并連接設(shè)備開始接收上傳(離線)模式數(shù)據(jù)。您會看到帶有星星名稱和距離的舞臺,頂部的距離讀數(shù)表示當(dāng)前 LED 位置。

七顆星的距離和光度數(shù)據(jù)作為列表預(yù)先導(dǎo)入。

單獨測量每顆星:
現(xiàn)在您可以設(shè)置星距和光度數(shù)據(jù)并測量它們的星等。
1) 移動 LED 使距離與星距/10 向下舍入相匹配(例如:Merak 79 - dist 7)。
2) 按鍵盤 1-7 設(shè)置光度并獲取每顆星的星等
3)比較圖表
結(jié)果:

從圖中我們可以看出:Dubhe、Alioth和Alkaid是北斗七星中最亮的三顆星,Megrez是最不顯眼的一顆。這與天文觀測是一致的。
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