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天体物理概论 课程介绍

      本课程为中国科学技术大学向守平教授主讲的天体物理概论精品课程教学视频,全套课程共26集,由壹课堂网整理免费共享。

      自上世纪60年代以来,天体物理学取得了飞速的发展,很多重大发现从根本上改变了人类对宇宙的传统看法,激发了广大公众认识宇宙、探索宇宙奥秘的热情,例如大爆炸宇宙、脉冲星、奇妙的黑洞等。在我国也是如此,公众对天文现象和天文发现的兴趣和关注日益强烈,每年的科技活动周中,天文知识都是各地公众(特别是广大青少年)追求的热点,许多人都知道天体物理学家霍金和哈勃望远镜。但是,我国中小学从来没有系统地讲授过基础天文知识,高校中也只有南大、北师大、北大和中国科大设有天文专业。因而在我国,天文知识的传播主要还是靠报刊和电视等媒体,内容零散且肤浅,有时甚至并不准确。一些大学物理系的毕业生(例如部分从外校考入我校天体物理专业的研究生),入学时甚至不了解恒星的能源是核反应,更说不清什么是宇宙大爆炸。反观发达国家,中小学课本中就有许多有关天文的内容,大学中设立天文系更是非常普遍。因此在一定意义上讲,本课程是对中小学素质教育、以及大学物理课程中现代知识不足的一种弥补,也有助于选修的同学建立科学正确的宇宙观,了解人类认识宇宙的历史和探索精神,以及人类研究遥远宇宙天体的科学方法,从中得到启示,对自己在其他专业的学习和研究有所帮助。

      本课程在我校最早开设于1980年代初。当时天体物理在国内尚属新兴学科,全国有关高校(如南大天文系、北师大天文系以及北大天文专业等)仍只开设传统的天文学课程,我校第一个把天体物理列为独立的课程来开设。但当时我校本科还没有天文专业,故授课对象全部为天体物理中心的研究生,课程内容是按照研究生的要求来设计的,理论性、专业性都很强。至1990年代后期,我校设立了本科天文专业,此课程就成为本科生与研究生共修的专业基础课,课程内容也就按本科与硕士课程贯通的思路进行了重新设计。但很快(大约从1998年开始)全国高校普遍开展文化素质教育,拓宽学生的知识面,更多地提倡学科之间的交叉与交流。我校本科教学计划也随之作了调整,减少了必修课时而增加了选修课时,同时要求每个本科生选修一定学分的跨学科课程。在这样的形势下,本课程作为首批面向全校开设的公共选修课列入教学计划,每年都有大约150名来自全校各院系的本科生(大三及以上)作为选修(3学分),以及天文与应用物理系、理学院、地球与空间科学学院以及少年班的本科生约40名,本校研究生与上海天文台、云南天文台代培研究生约30 名作为必修(4学分),各方面选课的学生每年加在一起都约有220名。虽然这些同学的专业和学历各有不同,但共同之处是都已具备大学普通物理的基础,但缺乏天文学的基础(对于校外考进来的研究生,即使是天体物理专业的也是如此)。因此对这门课来讲,所有的同学都差不多处在同一起跑线上。课程内容又限于天体物理的基本概念和基本研究方法,故学习起来都不会感到困难。学本专业的同学后续还有相应的专业课(如恒星物理、星系天文学、相对论天体物理等),因此本课程对他们来说,就像学中国历史的同学先修一遍中国通史概论,对整个历史概况先有一个了解,然后再进入诸如秦汉、唐宋、元明清等各代历史的专业课学习时,就会有一个全局的视野。在课程的具体要求上,必修(4学分)的同学除了期末统一考试外,还要参加若干次课后讨论或听辅导报告,同时还要根据自己的研究兴趣完成一篇与课程内容有关的论文(约3000字)。选修(3学分)的同学则只要参加期末统一考试。考试采取开卷的方式,题目以对基本概念和宇宙演化基本物理图像的理解为主。几年的实践下来,课程受到了同学们的普遍欢迎,每年网上选课的人数都爆满。

      由于本课程是天文专业基础课与面向全校的公选课的结合,所以课程的内容主要是介绍天体物理的基本概念和观测、研究方法。这些基本概念方法对本专业的同学是进一步学习其他专业课程的基础,对非专业的同学也是扩展跨学科的视野、提高自身科学素质的一个良好借鉴。

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