天文探秘

天文学是一门历史悠久的学科。自有文明史以来,人类对于浩瀚星空的探索从未停止。古人通过肉眼观测天象、欲以究天人之际。现如今,更加先进的科技和探测手段被使用,宇宙自然规律的神秘面纱正在被逐渐揭开。

国家精品物理
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南京大学
中国大学MOOC
  • 完成时间大约为 20
  • 简单(初级)
  • 中文
注:因开课平台的各种因素变化,以上开课日期仅供参考

课程概况

天文学是六大基础学科之一,与人类的文明程度密切相关,其研究内容包含了一些长期以来人类需要回答的根本性问题,例如:宇宙是如何起源的?其它星球上是否有生命?……天文学的研究囊括了几乎所有的自然现象,从不可见的基本粒子及宇宙大尺度结构到空间与时间的本质,并提供了一个框架来说明自然现象的统一性以及解释这些现象的科学理论天文学在探索宇宙自然规律、促进其它自然学科的发展、推动技术进步和提高全民素质教育中有着不可替代的作用,是当代最活跃的前沿学科之一。

这门课程是为南京大学天文与空间科学学院低年级本科生开设的2个学时选修课程,主讲教师团队是由五位活跃在天文学研究最前沿且授课经验精湛的老师组成。课程主要简单介绍天文学的基本知识及最新进展,涉及面广,覆盖了宇宙和星系、引力和暗物质、恒星和致密星(黑洞)、太阳和空间物理,以及系外行星等多个领域和方面。在感受科学人文精神的同时,可用于拓宽学生的知识面,激发学生对自然科学的兴趣。

本课程有以下特色:
1.知识高度浓缩,信息量大:覆盖了从行星、恒星、星系到宇宙不同层次的天文学研究对象以及天文中不同分支的内容。能够让有兴趣的学生迅速对天文学中的一些重大问题快速产生感性认识。
2.注重趣味性和严谨性:基于通识的层次,配有大量精美图片、图表和视频,寓教于乐。形象生动,除能够激发学生兴趣外,更多的是能帮助学生直观快捷地了解某些天文现象及天体物理学问题,高效地抓住现象背后的本质。
3.适合不同层次学生的要求:在深入浅出地讲解知识和解答问题的过程中,启发引导学生,帮助他们初步养成科学思维方式,提高科学素养。
4.注重培养学生的探索精神:让学生形成一定的去伪存真的科学评判力,习惯以批判性眼光来看待前人的工作,培养学生不断探索、勇于创新的科学精神。

课程大纲

第一章:宇宙
万物的开始:宇宙大爆炸
超级微波炉:宇宙微波背景辐射
伟大的设计:大尺度结构
未知的命运:宇宙加速膨胀

第二章:星系
黑暗时代的终结:原初星系
宇宙动物园:千奇百态的星系
我们的家:银河系
宇宙中的怪兽:超级黑洞

第三章:引力
从海王星的发现到你为什么能健康地坐在这里?
经典:牛顿引力的描述
颠覆:时间与空间的统一
未知的引力:超越爱因斯坦?

第四章:暗物质
已知的未知:宇宙由什么组成?
牛顿引力 Vs 不可见物质(上)
牛顿引力 Vs 不可见物质(下)
暗物质:宇宙的魔术师(上)
暗物质:宇宙的魔术师(下)
通缉令:暗物质大搜捕
爱因斯坦最后的预言:引力波

第五章:太阳
太阳的脉搏(上)
太阳的脉搏(下)
我们能看到太阳的内部和背面吗?(上)
我们能看到太阳的内部和背面吗?(下)
风从太阳中来(上)
风从太阳中来(下)
黑子为什么那么黑(上)
黑子为什么那么黑(下)

第六章:太阳活动
太阳耀斑(上)
太阳耀斑(下)
日冕物质抛射(上)
日冕物质抛射(下)
EIT波(上)
EIT波(下)
地球有危险吗?

第七章:恒星的结构与演化
星光灿烂:恒星为什么发光(上)
星光灿烂:恒星为什么发光(下)
见微知著:太阳中微子问题(上)
见微知著:太阳中微子问题(下)
烈火熔炉:恒星是如何演化的(上)
烈火熔炉:恒星是如何演化的(下)
华丽终结:超新星(上)
华丽终结:超新星(下)

第八章:恒星的终结与重生
宇宙灯塔:脉冲星(上)
宇宙灯塔:脉冲星(下)
时空幻象:黑洞(上)
时空幻象:黑洞(下)
气结烟霞:星际物质(上)
气结烟霞:星际物质(下)
涅槃重生:恒星的形成(上)
涅槃重生:恒星的形成(下)

第九章:系外行星的探索和形成
艰难的探索
突破
里程碑
庐山真面目
收获
千姿百态的行星轨道
行星的诞生
行星的生长
行星的演化

第十章:系外行星的进展和未来
行星的概率
行星内部结构
行星大气探测
双星系统的行星
地外文明的概率
皇冠上的明珠
未来空间探测
未来地面探测
南极之光

预备知识

本课程是为天文学专业一年级学生设立的基础课程,起点较低,学习者拥有高中基本的数学、物理知识即可。

证书或学分

本课程共有十个章节,每章节学习完成后,需要完成相应的测试题,共100题,总计100分。最终成绩即为每章节测试题得分之和,60分及以上为合格,90分及以上为优秀。

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