当您仰望夜空时,是否想过为什么有些星星比其他星星更亮?
天文学家根据视星等来定义恒星亮度,视星等取决于:
在这个模型中,一个 LED 代表一个单独的“星星”,亮度和位置可以变化。在“地球”一侧,有一个环境光传感器获取光照强度,还有一个超声波传感器检测距离。该模型连接到微控制器,然后在 Mind+ 中可视化数据。
第 1 步:制作底座
第 2 步:制作滑块并固定传感器
当星星的光度固定时,我们可以通过轻轻移动 LED 并在 Mind+ 中同时看到数据可视化来研究星星的亮度如何随距离变化。
下载示例程序1并打开,切换到离线模式,将代码上传到您的微控制器(Arduino Uno)。在这个程序中,LED设置为最大亮度(255),不断读取传感器数据并发送到串口。
切换到在线模式,我们可以在舞台上可视化接收到的数据。
首先,连接设备开始接收上传(离线)模式数据。
其次,点击绿旗在舞台上绘制数据。拉动或推动吸管以改变 LED 位置,这里我们将星距转换为厘米,比例为 1 厘米 = 10 光年。
*请注意距离读数在2cm以内会不稳定(超声波测量范围:2cm~500cm)
此程序默认设置最大亮度为 3000,但如果您发现由于光照条件不同导致图形过大或过小,您可以根据环境光传感器的实际最高读数更改此值(当 LED 得到到最近的位置)。
结果:
可以清楚地看到亮度随着距离的增加而减小,图形看起来更像曲线而不是直线,遵循平方反比定律:
因此,我们可以得出结论,恒星的亮度取决于它离我们的距离。
北斗七星是北方天空中最著名和最知名的星群之一。它由七颗星组成:Dubhe、Merak、Phecda、Megrez、Alioth、Mizar 和 Alkaid。让我们来检验我们的假设,即它们看起来更亮或更暗是距离和光度的综合结果。
我们可以从互联网上获取给定恒星的基本参数:
一旦我们得到恒星的距离和光度数据,我们就可以用模型测量它们的相对星等。
下载示例程序 2 并打开它,切换到离线模式,并将代码上传到您的微控制器(Arduino Uno)。在这个程序中,我们将从在线模式发送光度值来改变 LED 亮度。
切换到在线模式,并连接设备开始接收上传(离线)模式数据。您会看到带有星星名称和距离的舞台,顶部的距离读数表示当前 LED 位置。
七颗星的距离和光度数据作为列表预先导入。
单独测量每颗星:
现在您可以设置星距和光度数据并测量它们的星等。
1) 移动 LED 使距离与星距/10 向下舍入相匹配(例如:Merak 79 - dist 7)。
2) 按键盘 1-7 设置光度并获取每颗星的星等
3)比较图表
结果:
从图中我们可以看出:Dubhe、Alioth和Alkaid是北斗七星中最亮的三颗星,Megrez是最不显眼的一颗。这与天文观测是一致的。
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