描述

概述：

當(dāng)您仰望夜空時(shí)，是否想過(guò)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(lái)定義恒星亮度，視星等取決于：

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建立模型：

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

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第 1 步：制作底座

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第 2 步：制作滑塊并固定傳感器

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活動(dòng) 1.1：亮度-距離關(guān)系

當(dāng)星星的光度固定時(shí)，我們可以通過(guò)輕輕移動(dòng) LED 并在 Mind+ 中同時(shí)看到數(shù)據(jù)可視化來(lái)研究星星的亮度如何隨距離變化。

下載示例程序1并打開(kāi)，切換到離線模式，將代碼上傳到您的微控制器（Arduino Uno）。在這個(gè)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。

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切換到在線模式，我們可以在舞臺(tái)上可視化接收到的數(shù)據(jù)。

首先，連接設(shè)備開(kāi)始接收上傳（離線）模式數(shù)據(jù)。

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其次，點(diǎn)擊綠旗在舞臺(tái)上繪制數(shù)據(jù)。拉動(dòng)或推動(dòng)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(qǐng)注意距離讀數(shù)在2cm以內(nèi)會(huì)不穩(wěn)定（超聲波測(cè)量范圍：2cm～500cm）

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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(guò)大或過(guò)小，您可以根據(jù)環(huán)境光傳感器的實(shí)際最高讀數(shù)更改此值（當(dāng) LED 得到到最近的位置）。

結(jié)果：

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

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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(dòng) 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(lái)檢驗(yàn)我們的假設(shè)，即它們看起來(lái)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)：

維基百科

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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(cè)量它們的相對(duì)星等。

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下載示例程序 2 并打開(kāi)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(gè)程序中，我們將從在線模式發(fā)送光度值來(lái)改變 LED 亮度。

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

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

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單獨(dú)測(cè)量每顆星：

現(xiàn)在您可以設(shè)置星距和光度數(shù)據(jù)并測(cè)量它們的星等。

1) 移動(dòng) 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(pán) 1-7 設(shè)置光度并獲取每顆星的星等

3）比較圖表

結(jié)果：

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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(cè)是一致的。

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