描述

概述：

當您仰望夜空時，是否想過為什么有些星星比其他星星更亮？

天文學家根據視星等來定義恒星亮度，視星等取決于：

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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，有一個環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+ 中可視化數據。

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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 1.1：亮度-距離關系

當星星的光度固定時，我們可以通過輕輕移動 LED 并在 Mind+ 中同時看到數據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設置為最大亮度（255），不斷讀取傳感器數據并發送到串口。

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切換到在線模式，我們可以在舞臺上可視化接收到的數據。

首先，連接設備開始接收上傳（離線）模式數據。

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其次，點擊綠旗在舞臺上繪制數據。拉動或推動吸管以改變 LED 位置，這里我們將星距轉換為厘米，比例為 1 厘米 = 10 光年。

*請注意距離讀數在2cm以內會不穩定（超聲波測量范圍：2cm～500cm）

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此程序默認設置最大亮度為 3000，但如果您發現由于光照條件不同導致圖形過大或過小，您可以根據環境光傳感器的實際最高讀數更改此值（當 LED 得到到最近的位置）。

結果：

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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，即它們看起來更亮或更暗是距離和光度的綜合結果。

我們可以從互聯網上獲取給定恒星的基本參數：

維基百科

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一旦我們得到恒星的距離和光度數據，我們就可以用模型測量它們的相對星等。

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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送光度值來改變 LED 亮度。

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

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七顆星的距離和光度數據作為列表預先導入。

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單獨測量每顆星：

現在您可以設置星距和光度數據并測量它們的星等。

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 設置光度并獲取每顆星的星等

3）比較圖表

結果：

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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。這與天文觀測是一致的。

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