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1、大学物理,天文学,灿烂星空，浩瀚宇宙，最神秘，最引人入胜； 从古至今，不断探索，最持久，最永无止境。,大学物理,办公室：玉泉教12： 4141 Email： ,联络办法：张剑波 教授 (理学部物理系）,参考书：教材:文科天文苏宜，科学出版社（2010） 1.宇宙掠影天文学概要，苏宜， 河南人民出版社(2006) 2.天文学新概论， 苏宜， 科学出版社 （2009） 3.简明天文学教程， 余明， 科学出版社 （2007） 4.现代天文学十五讲， 北京大学出版社 5.天文学-物理新视野， Marc. L. Kutner 中译本，湖南科学技术出版社 6.天体物理学概论，向守平，中科大出版社（2008
2、） 网上资源：http:/ zjbPasswd： zjb,课件下载,大学物理,考试方式(闭卷)1.平时（听课习题）302.期末 笔试 703.点名与交习题,大学物理,请注意：可以用电脑做作业，但必须交打印稿。 每二周交一次。（分组）期末考试内容 1.选择题 2.简答题或填空题 3.计算题 4.叙述题,Nobel Prize In Physics 2011,The Nobel Prize in Physics for 2011 with one half to Saul Perlmutter with the Supernova Cosmology Project in the United S
3、tates and the other half jointly to Brian P. Schmidt with the High-z Supernova Search Team in Australia and Adam G. Riess from the United States for the discovery of the accelerating expansion of the Universe through observations of distant supernovae.,They have studied several dozen exploding stars
4、, called supernovae, and discovered that the Universe is expanding at an ever-accelerating rate。 And if the expansion will continue to speed up the Universe will end in ice. The acceleration is thought to be driven by dark energy, but what that dark energy is remains an enigma - perhaps the greatest
5、 in physics today. What is known is that dark energy constitutes about three quarters of the Universe.,2006年度邵逸夫天文奖 $1,000,000,奖给宇宙加速膨胀的发现,Saul Perlmutter， Adam Riess， Brian Schmidt,大学物理,引言 天文学基础知识 地球与月球 太阳和太阳系 恒星 银河系 天体的演化 星系世界 宇宙学,课程概要：,大学物理,1. 天文学的发展历史 2. 天文学的研究对象 3. 天文学和物理学的关系,第一章： 引言,天文学是一门观测的科
6、学,大学物理,1.1 天文学的发展历史天文学历史悠久近代天文学发展迅速发展余地很大新成果还会不断出现老结论可能被修改或推翻,大学物理,三大分支学科天体测量学：测量天体的位置和距离天体力学：研究天体之间的关系天体物理：研究天体的形态、物理状态、结构、化学组成；天体的产生和演化 目前天体物理学是主流,大学物理,天文学三大观测波段:光学天文射电天文X射线和射线 (空间）（紫外、红外、中微子、宇宙线）,大学物理,1.2 天文学研究对象行星层次：地球月球、其它七大行星（太阳系） 小行星、彗星，陨星等。 恒星层次：太阳及其它恒星 星系层次：银河系、河外星系、类星体、星系群、星系团 宇宙整体（可观测的宇宙）
7、,大学物理,行星层次（太阳系为代表）地球，月球。水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和它们的卫星矮行星，小行星彗星， 陨星,大学物理,行星层次研究历史1，第谷： 测量天体的位置及变化（观测资料积累）2，开普勒 发现行星三大定律 （资料分析，经验定律）3，牛顿 万有引力定律（由天体运行总结出物理规律，成为天体物理的里程碑）,大学物理,太阳系研究的历史及重大进展1. 托勒玫地球中心说 2. 哥白尼太阳中心说 3. 开普勒行星运动三定律 4. 牛 顿万有引力,大学物理,太阳系行星的空间探测1.人类要突破只能被动观测的局限2.登月和探测火星，人类对宇宙奥秘的探索 是无止境的！有没有生命（
8、或适合生命繁衍生存的条件）？有没有值得开采的矿产？有没有可能成为人类生活、科研的基地？（月基天文台等）,60年代，10次“水手号” 70年代，海盗一号，2号，火星 5873， 11次 先驱者号，10 special。 77年后， 旅行者1号2号，地球之声。 金星： 二十多，欧洲，2005，金星快车 木星：伽利略 土星：卡西尼惠更斯,火星： 三十多： 最近1996，火星探路者2003，勇气号，机遇号欧洲， 火星快车2007，凤凰号月球： 前苏联二十多个月球探测器，美国阿波罗计划，中国，日本，印度。,地球,太阳系,大学物理,恒星层次的研究1，赫歇尔等：恒星的亮度和光谱观测（观测资料积累）2，赫茨普
9、龙和罗素：赫罗图(H-R 图）（光谱型绝对星等）3，爱丁顿、钱德拉塞卡等恒星演化理论（热核聚变理论为核心）,大学物理,丰富多彩的恒星世界（图片）正在诞生的恒星恒星爆炸 (新星，超新星）恒星演化的归宿：白矮星、中子星和黑洞恒星的能源恒星的化学成分来源恒星的内部结构,恒星世界,星团,大学物理,恒星的形成,恒星的演化,大学物理,星系层次的研究 1，哈勃等发现河外星系确定距离（观测资料积累）2，哈勃：哈勃定律（宇宙在膨胀）（经验定律）退行速度和距离成正比3，伽莫夫 : 大爆炸宇宙论（热核聚变理论为核心）,大学物理,银河系（Milky Way）银河系大得惊人（10万光年）约有3000多亿颗恒星。银河系外
10、有数千亿个河外星系最远的距离可达150亿光年,大学物理,银河系,大学物理,宇宙岛河外星系,大学物理,活动星系,大学物理,最遥远的星系,空间尺度：从极小到极大,最遥远星系 银河系 邻近恒星 太阳 地球 人类 细胞 原子 质子 夸克,1026 m,10-20 m,10-10 m,100 m,1010 m,1020 m,大学物理,时间跨度：从过去到将来,向前：太阳的过去、大爆炸、时间的起点 向后：太阳的演化、宇宙的未来,大学物理,天文学的研究特点,天文学研究的基础观测（观察和测量）天文观测是一种“被动”的试验 观测理论观测 距离极远 时标极长 物理条件极端复杂（温度、密度、压强、磁场）,大学物理,天
11、文学的发展,天体测量学：天体的位置和变化规律,毕达哥拉斯，托勒密，哥白尼，第谷，开普勒,大学物理,天文学的发展,天体的运动定律与天体力学,大学物理,天文学的发展,19世纪中叶，天体物理学诞生 天体光度和光谱的测量。 观测技术和理论工具飞速发展。 光学天文学射电天文学、空间天文学全波天文学。 量子论、相对论、原子核物理学、高能物理学。,大学物理,1.3 天文学与物理学相互促进,大学物理,物理学是天文学的理论基础原子物理学、量子力学、原子核物 理学、狭义相对论、广义相对论、等 离子体物理学、固态物理学、致密态 物理学、高能物理学相对论天体物理学；等离子体天体 物理学；高能天体物理学；宇宙磁流 体力
12、学；核天体物理学,大学物理,天体和宇宙是物理学的巨大实验室天文观测为物理学的基本理论提供了地球上实验室无法得到的物理现象和物理过程。在宇宙中所发生的种种物理过程比地球上所能发生的多得多。(例子见后）,大学物理,极端物理条件实验室1. 如中子星：超高密、超强磁场、超强压力和超强辐射的空间实验室 2. 引力实验室 3. 等离子体实验室 4. 超流超导实验室 5. 高能带电粒子加速器等,大学物理,天文学与物理学的相互促进20世纪初物理学家预言：1.光线在太阳引力场中弯曲2.水星近日点的运动规律3.光谱在引力场中的红移4.中子星的存在5.宇宙微波背景辐射的存在6.黑洞的存在,大学物理,天文学观测的贡献
13、万有引力定律； 氦元素的发现； 热核聚变的概念； 白矮星理论 视超光速膨胀现象； 类星体、星系核、 射线暴的能源,大学物理,丰富人类知识体系 时间服务 编制年历和星表 航天服务 太阳活动预报,天文学研究的意义,大学物理,习题:1. 你为什么选修天文学？2. 简述天文学的研究对象。 3. 简述天文学和物理学的关系。4. 天文学研究的主要特征和意义。,附录,大学物理,我国天文研究单位 1，中科院国家国家天文台北京天文台（密云射电观测站；怀柔太阳观测站；兴隆光学观测站） 云南天文台（昆明）乌鲁木齐天文站 2，紫金山天文台（本部；青海德林哈射电观测站） 3，上海天文台（佘山观测站） 4，陕西天文台（国
14、家时间中心） 5，南京天文仪器研制中心,大学物理,我国天文教育单位南京大学天文系北京大学天文系北京师范大学天文系中国科技大学应用物理和天文系华中师大物理系天体物理研究所南京师范大学物理系天体物理研究所中国天文学会北京天体物理中心 (北方）南京天体物理中心 （南方）,大学物理,Breaking News,2006年8月24日在捷克首都布拉格召开的国际天文学联合会大会上投票表诀，冥王星在今后退出大行星历史舞台。按照行星定义委员会提出的方案，确定金星、土星、木星、水星、 地球、火星、天王星、海王星为经典行星。 太阳系只有八大行星了。,大学物理,Breaking News,The Nobel Priz
15、e in Physics 2006“for their discovery of the blackbody form and anisotropy of the cosmic microwave background radiation”,大学物理,John C. Mather George F. Smoot 1/2 of the prize 1/2 of the prize NASA Goddard Space Flight Center University of California Greenbelt, MD, USA Berkeley, CA, USA b. 1946 b. 1945,
