银河系演示器

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一、项目背景

银河系对于学生来说遥远又难以想象，仅仅通过几个简单的图片引导他们观察，还是不好理解，同时又缺少这类教具。为了解决这一难题，我们制作了银河系演示器。此教具可以模拟演示银河的样子。也可以看到四季的银河，从而很形象直观地帮助学生理解为什么银河系会有不同的形状。另外。它还可以演示出太阳系所在银河系猎户座旋臂的位置、牛郎星和织女星的位置等，如图1、图2。

二、制作材料及构造

本教具主要由两部分组成：一部分是旋转支架。另一部分是银河系。其中，银河系是由银心、银盘(包含四条大的旋臂)、许多发光的恒星(包括太阳在内)组成。教具采用了先进的LED发光技术作为恒星群发光的光源，采用锂电池作为电源，可以分别控制和演示各个旋臂及太阳所在的位置。采用步进电机作为支架的旋转动力，从而完成了此教具发光、旋转、改变视角、演示银河系的形状与结构及演示太阳所在位置的功能。

制作材料包括：锂电池1个、LED光源若干、大小不同的珠子若干、细棉线若干、12伏30转步进电机1个、直径1mm的铁丝若干、微型开关7个、50-1000欧的电阻若干、照相机三角架1个、半透明透视屏等。

三、制作方法

1　用铁丝先围出银心部分的框架，固定一部分大的珠子，如图3。

2　沿着银心用铁丝制作银河系的旋臂，并加固，穿上一部分小珠子，如图4。

3　用细棉线穿上各种珠子，用502胶把穿好的珠子固定在银河系演示器框架上，使珠子不均匀网状分布，来代表银河系中的恒星。

4　分别固定银心和银盘部分及太阳、牛郎星、织女星的LED光源和微型开关，使开关能分别控制银心、旋臂、太阳、牛郎星、织女星。为了能显示不同亮度的星体，可以在一部分LED光源附近串联50～1000欧的电阻，如图5。

5　用内直径为40mm的塑料环制作成银河系演示器的底座，如图6。

6　把步进电机和锂电池固定在照相机三角架上，在步进电机轴上安装一个外直径为40mm的塑料瓶作为旋转轴(在塑料瓶盖中心部位挖开和步进电机轴直径相同的洞，用热熔胶棒往瓶盖内填充，迅速拧紧塑料瓶，调整塑料瓶与电机轴同心)，如图7。

7　把保鲜袋裁成350mmx700mm规格，两边固定在塑料条上。使其成为半透明透视屏，在模拟银河的样子时使用。如图8。

四、特点及用途

本教具可以发光、旋转、改变视角，同时具有携带方便(可拆装)、操作简单等特点。

运用本教具，可以演示银河系的形状与结构，演示太阳所在猎户座旋臂的位置，模拟演示银河的样子，演示牛郎星、织女星的位置，演示在地球上看银河等。

五、使用方法

1　将银河系演示器安装到旋转轴上。

2　先后打开银心和银盘的光源开关，可以分别演示银河系的结构(银心和旋臂)，见图9。通过旋转支架可以改变银河系演示器的视角，能从不同的角度来观察银河系的形状，见图10、图11。

3　打开太阳光源的开关，可以演示太阳所在银河系的位置，见图12。

4　打开牛郎星、织女星光源的开关，可以演示牛郎星、织女星在银河系的位置，见图12。

5　打开所有的LED光源，把半透明透视屏放在银河系模型的前面，可以模拟银河的样子，见图13，在黑暗的环境中效果更好，见图]4。

6　打开步进电机开关和所有的光源，调整银河系模型的角度，可以模拟演示银河系在宇宙中运动的样子。

7　通过模型二，可以演示为什么在地球上看银河是条亮带，也可以演示四季的银河，见图2。