现代天文学课程详细信息

课程号 00432265 学分 2
英文名称 Modern Astronomy
先修课程 本课程没有先修课程要求
中文简介 天文学是自然科学中一门最古老的学科,它的起源甚至可以上溯到远古时代。随着人们对自然界认识的发展和算术、几何知识的应用,天文学最终从原始的宗教、信仰中脱离出来。随着亚里士多德、哥白尼、牛顿、爱因斯坦、哈勃,一代代哲学、科学巨匠,一个个划时代理论的提出,今天的天文已经发展成为一门成熟的学科体系。

时至今日,随着技术的发展,天文的研究手段已经有了日新月异的变化,包括自适应光学、综合孔径等先进的观测技术,以及超级计算机等高效的计算能力。而天文学者所关注的核心问题其实仍然是宇宙的起源、我们星球的最终命运、地外文明的存在等命题,虽然还没有找到最终的答案,但是随着探测技术的更新,对于这些命题我们不断获得着新的认识。

本课程希望通过对天文基本概念的讲解,对天文主要研究领域以及研究前沿的介绍,包括天文的发展历史、太阳系与行星、恒星、星系、以及宇宙的演化等,使不同专业背景的学生,尤其是非物理专业的学生,能够了解天文的一些常见概念以及最新的研究进展等。
英文简介 Astronomy is the oldest of all of the natural sciences, and its origins are bound up in ancient religious, mythological, and astrological practices. Through the ages, enlightening discoveries by masterminds, such as Aristotle, Copernicus, Newton, Einstein, and Hubble, have transformed astronomy into a modern science.
Nowadays, astronomers use powerful Earth- and space-based telescopes, interplanetary missions, and supercomputers to delve into the secrets of the Universe. Despite these fundamental changes in the science of Astronomy, astronomers still focus on answering the “big questions” that have occupied mankind for centuries, such as “Where does the Universe come from?”, “What is the fate of the Earth and of our Sun?” and “Is there life elsewhere in the Universe?”
This course will provide students with an overview of astronomical research covering a wide range of topics, including the history of astronomy, the planets in our solar system, the birth, life and death of stars, black holes, galaxies, the Big Bang theory, cosmology, the search for extraterrestrial life, and space exploration. Hope that after this course, the students, especially the students with no-physics background, can understand the basic concepts in astronomy and can learn the recent progress in astronomy research.
开课院系 物理学院
通选课领域  
是否属于艺术与美育
平台课性质  
平台课类型  
授课语言 中文
教材 无;
Astronomy Today,Chaisson & McMillan,Addison-Wesley,2008,Welcom to the Universe, an astrophysical tour,J. Richard Gott, Michael A. Strauss, Neil DeGrasse Tyson,2016,现代天文学十五讲,吴鑫基、温学诗,北京大学出版社,天文学新概论,苏宜,科学出版社,2009,天体物理学,李宗伟、肖兴华,高等教育出版社,基础天文学,刘学富主编,高等教育出版社,2004,
参考书 9787301079126; ; ; ;
教学大纲 请注意,该课程从2020年开始由新的老师教授,考核方式和教学内容有变化。
教学对象:好奇于星空和宇宙,无论文理科,无论专业,尤其鼓励非物理/天文专业学生


本课程主要是向不同专业背景、尤其是非物理或天文专业背景的学生,介绍现代天文学的发展历史、研究对象和方法、以及最新成果举例。通过对基本概念的介绍,让学生具备简单的天文学常识,通过对近期热门前沿进展的介绍,让同学了解天文的研究现状和发展,同时,课程安排学生使用天文系望远镜进行简单的观测实践。
教学内容:
天文学的历史与发展、研究对象和方法
空间和地基望远镜、现代天文台
太阳系与行星系统、恒星演化、系外行星、星际介质与恒星形成
银河系、星系和宇宙学
黑洞和引力波、脉冲星、快速射电暴
太空探索、生命起源初探
观测实习(使用位于校园内的教学望远镜,具体安排视天气情况而定)


本课程将分别介绍现代天文研究的不同领域,讲解其中涉及到的基本知识,概念,研究的主要对象,核心问题,以及目前获得的主要成果,重要进展等。具体的学时分配包括:
1 现代天文学绪论,主要介绍天文学发展的历史,和研究内容(2学时)
2 天文望远镜和观测技术(2学时)介绍天文望远镜的基本参数、相关知识,使学生可以对天文爱好者级别的望远镜有一定的了解,同时介绍目前天文研究前沿的观测技术。
3 天文观测、历法的基本概念(4学时)是学生能够对天文观测的基本物理量有一定了解,能够掌握生活中接触到的天文、历法概念。能够应用简单的天文星表进行目视天文观测。
4太阳系与行星系统(6学时)了解太阳、太阳系的基本形成原理,行星的基本特征,了解当前人们在行星探索领域的主要成果。
5恒星演化(4学时)了解恒星的演化过程、能源机制、基本物理参数。
6星际介质、星团(2学时)除了恒星外,星系中广泛存在着大量的气体、尘埃,虽然肉眼无法直接观测,但是星际介质对星系的演化有着至关重要的作用,也是星系演化研究的前沿所在。
7银河系、星系、星系团(6学时)了解星系的基本结构,目前的主要研究进展等。
8宇宙早期星系演化(2-4学时)了解大爆炸后宇宙再电离之初,第一代星系和大质量黑洞的探索。
9宇宙学简介(2学时)
10观测实习(2-4学时)本课程计划安排两个学时的实验时间,主要是使用天文系圆顶的望远镜进行太阳或行星、星团等的观测,目的是让学生能有机会亲身接触天文观测,了解天文望远镜的原理。具体安排需要依天气而定。
本课程的教学方式以教师讲座为主,辅以分组讨论,鼓励学生在课堂上提出问题、参与讨论。一些和课程相关的问题会以作业的形式留给学生,使学生在课下有机会通过阅读、搜集资料加深对天文的了解,并能简单运用天文基础知识。本课程计划安排2学时的观测实验时间,拟使用天文系位于理科二号楼圆顶的光学和射电教学望远镜进行观测实验。期中、期末各设置一次课堂报告,由同学就某一选定课题进行研究报告。
课堂讨论和作业40%,期中课堂报告20%,期末课堂报告40%
教学评估 王科:
学年度学期:19-20-2,课程班:现代天文学1,课程推荐得分:0.0,教师推荐得分:8.33,课程得分分数段:80及以下;