《趣谈天体物理》课程内容是南京大学天文与空间科学学院一年级本科专业选修课《初等数理天文》的主体部分,也是研究生核心课《恒星结构与演化》的重要组成部分。涉及部分天体物理学中的精华,并充分运用了量纲分析、定性和半定量的研究方法。
这门课程最早来自于2007年春季我在美国访学期间给研究生开设的研讨课程。历经十多年对不同层次学生的课堂教学锤炼,课程有以下特点:
1.知识高度浓缩,信息量大:覆盖了从Planck尺度,到原子、行星、恒星、星系、宇宙不同层次的自然界研究对象,涉及经典物理、量子力学、相对论、宇宙学等知识,能够让学习者快速对部分天体物理学中的问题产生感性认识。
2.注重趣味性和严谨性:配有大量精美图片,内容绝非仅限于科普的层次,涉及较深的物理学和天文学知识,意欲帮助学习者抓住某些天体物理问题背后的本质。
3.适合不同层次的学习者:以问题为导向,用直观、浅显的方式来讲解知识和解答问题,将结合学习者的反馈,通过富文本或录屏方式增加相应内容。
4.注重培养探索精神:试图帮助学习者形成一定的去伪存真的科学评判力,以批判地眼光看待前人的工作,并尽量结合部分天体物理问题帮助学习者初步养成科学的思维方式,融会贯通地运用知识去解决问题。
5. 有一定的挑战度:若要有收获,需要我们一道努力,花一定的时间和精力去思考并积极参与讨论,在“课堂交流区”的有效回复帖子会计入讨论成绩。
本课程是有关物质世界的尺度的旅行,希望让学习者能感受自然科学的魅力,感受“Physics is simple but subtle”,为提高科学素养服务。
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面向对天体物理学有兴趣,并试图有较深层次了解的学习者。
希望通过这门课程的学习,让学习者能体会科学的精神,感受自然科学的魅力,并初步尝试用科学的方法来思考和解答部分天体物理问题。
学习者具备高中以上数学、物理基础。
课程会根据学习者在学习过程中遇到的困难通过富文本适当地相应做些补充。
每章节学习完成后,需要完成相应的测试题,总计60分;
“课堂交流区”的有效回复帖子会计入讨论成绩,总计10分;
课程学习结束前,需完成期末考试,总计30分。
最终成绩为以上三部分成绩之和,60分及以上为合格,80分及以上为优秀。
1. V. F. Weisskopf, Of atoms, mountains, and stars: A study in qualitative physics, Science, 187, 605, 1975
2. B.J.Carr & M. J. Rees, The anthropic principle, and the structure of the physical word, Nature 278, 605, 1979
3. W. H. Press & A. P. Lightman, Dependence of macrophysical phenomena on the value of the fundamental constants, Phil. Trans. R. Soc. Lond. A 310, 323, 1983
4. T. Padmanabhan, Theoretical Astrophysics, V 1, Chap. 1 Order of magnitude estimates.
5. 《千亿个太阳》,鲁道夫·基彭哈恩,湖南科学技术出版社,2018
6. 《六个数-塑造宇宙的深层力》,马丁·里斯,上海科学技术出版社,2009
1. 太阳远不是宇宙的中心,它只是众多恒星中的一颗,地球也不可能是唯一的一个有智慧生命居住的世界。
对此您怎么看?
课堂交流区的问题:https://www.icourse163.org/learn/NJU-1003604005?tid=1206189221#/learn/forumdetail?pid=1211997150
William Blake‘诗句最能代表我的感受:
To see a world in a grain of sand, and a heaven in a wild flower, hold infinity in the palm of your hand, and eternity in an hour.
我的回复:
非常有意境的诗句,非常贴切
2010年之后,我在给学生的课上,引用了句子,“一花一世界,……”,应该有些类似吧!
我们需要找寻事物背后更深层次的原因