《普通天文學》課程教學大綱

第頁《普通天文學》課程教學大綱課程名稱：普通天文學

課程類別：專業(yè)選修課適用專業(yè)：物理學

考核方式：考查

總學時、學分：

32學時

2學分

其中實驗學時：

0

學時一、

課程性質(zhì)、教學目標《普通天文學》是物理專業(yè)開設的一門專業(yè)選修課程。該課程能開闊學生眼界，激發(fā)學生觀察探索世界的興趣，還能培養(yǎng)學生使用所學的物理知識解決天文問題的能力。該課程主要包括天象學與觀測儀器、太陽系、恒星與變星、銀河系與河外星系、宇宙學六方面的基本內(nèi)容。這些天文內(nèi)容涉及光學、開普勒三大定律、熱力學、量子力學、廣義相對論等物理理論，同時也給現(xiàn)代物理學提出了一些挑戰(zhàn)（如暗物質(zhì)和暗能量）。其具體的課程教學目標為：課程教學目標1：培養(yǎng)學生的科學興趣，引導學生用物理理論去分析天文現(xiàn)象，讓學生感受物理學與天文學的緊密聯(lián)系。課程教學目標2：熟悉四季星空、月相等天象。了解天文望遠鏡，并會使用天文望遠鏡進行天文觀測。深刻理解太陽系的結(jié)構(gòu)，熟悉八大行星及其衛(wèi)星、矮行星、小行星。了解測量距離的方法、視星等與絕對星等的區(qū)別、恒星光譜的分類、小質(zhì)量恒星的演化。知道致密天體、變星和星系（包括活動星系核）的類型和特征。掌握宇宙學的基本觀測事實與大爆炸宇宙學。

課程教學目標3：知道簡并壓在恒星演化、白矮星、中子星中所扮演的作用，了解天文觀測直接促進了開普勒三大定律、萬有引力、廣義相對論、氫原子能量量子化、紅外線、暗物質(zhì)、暗能量的發(fā)現(xiàn)或建立。課程教學目標與畢業(yè)要求對應的矩陣關(guān)系教學目標畢業(yè)要求123456789教學目標1

L

MH

H

MM

HMM教學目標2L

LH

H

LLM

H

L教學目標3L

L

HL

LL

H

H

L注：以關(guān)聯(lián)度標識，課程與某個畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度可根據(jù)該課程對相應畢業(yè)要求的支撐強度來定性估計，H:表示關(guān)聯(lián)度高；M表示關(guān)聯(lián)度中；L表示關(guān)聯(lián)度低。二、

課程教學要求通過16周的教學，使學生能夠識別天象，了解各種望遠鏡，對太陽系內(nèi)的八大行星、矮行星和小天體有一個準確而全面的認識，掌握恒星（包括致密天體和變星）和星系（包括活動星系核）的基本概念，知道變星和活動星系的類型和特征，了解恒星和星系的形成、結(jié)構(gòu)、演化過程與結(jié)局（包括致密天體），了解大尺度宇宙和大爆炸宇宙學說。三、

先修課程《高等數(shù)學》、《大學物理》或《普通物理》、《熱力學與統(tǒng)計物理學》、《廣義相對論基礎》四、

課程教學重、難點本課程的教學重點是向?qū)W生傳授天體物理知識，并用物理理論來解決天文問題。因為天文觀測受天氣與燈光環(huán)境的限制，難以開展實測活動，很難讓學生對天象產(chǎn)生感性認識。另外，某些天文內(nèi)容（如：中子星、黑洞、暗能量和暗物質(zhì)）較難，需要學生具有深厚物理功底。五、

課程教學方法與教學手段講授式教學方法與發(fā)現(xiàn)式教學方法相結(jié)合的教學方法，教學手段以多媒體教學為主（包括天文圖片和視屏資料），同時，還借助于實物模型（折射式望遠鏡、反射式望遠鏡、天球儀、太陽系模型、三球儀和月球儀等）六、

課程教學內(nèi)容第一章

觀測知識（8學時）1．教學內(nèi)容(1)認識星座；(2)周日視運動與周年視運動；(3)天球坐標系；（4）地面望遠鏡與空間望遠鏡；（5）鏡坯與終端；（6）國內(nèi)、外的著名光學望遠鏡；2．重、難點提示(1)周日視運動與周年視運動的形成原因；(2)地平坐標系與赤道坐標系；第二章

太陽系（7學時）1．教學內(nèi)容(1)太陽系概況；(2)詳述八大行星；(3)行星的軌道運動的要素及特征；（4）行星的視運動；（5）矮行星；（6）小天體；（7）月亮與月相；2．重、難點提示(1)太陽系的結(jié)構(gòu)與組成；(2)大行星與矮行星的區(qū)別；第三章

恒星（6學時）1．教學內(nèi)容(1)恒星的距離與自行；(2)恒星的大小與質(zhì)量；(3)恒星的星等；（4）恒星的光譜與赫羅圖；（5）恒星在主序階段的演化；（6）不同質(zhì)量的恒星離開主序后的演化；（7）恒星演化的觀測證據(jù)；2．重、難點提示(1)測量恒星距離的方法及其適用范圍；(2)恒星的視星等與絕對星等；(3)不同質(zhì)量恒星演化的區(qū)別；第四章

變星、致密天體與太陽系外行星（6學時）1．教學內(nèi)容(1)幾類變星；(2)白矮星；(3)中子星；（4）黑洞；（5）太陽系外行星與地外文明；2．重、難點提示(1)Ia型超新星與II型超新星的爆炸機制；(2)造父變星的周光關(guān)系；(3)引力紅移；（4）探測太陽系外行星的方法與優(yōu)缺點；第五章

星系（3學時）1．教學內(nèi)容(1)銀河系的結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)動；(2)銀河系的演化；(3)星系的分類；（4）星系團；（5）星系的輻射、距離與質(zhì)量；（6）活動星系核的定義與分類；（7）射電星系與類星體；（8）星系的形成、演化和相互作用；2．重、難點提示(1)銀河系懸臂的形成與本質(zhì)；(2)暗物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)；(3)活動星系與正常星系的異同點；（4）類星體的特點；第六章

宇宙學（2學時）1．教學內(nèi)容(1)膨脹宇宙；(2)宇宙微波背景輻射；(3)宇宙的演化；（4）暴脹宇宙；（5）宇宙的大尺度結(jié)構(gòu)；2．重、難點提示(1)Hubble定律；(2)Friedmann方程的推導與求解；(3)暗能量的發(fā)現(xiàn)；（4）大爆炸宇宙學及其成功之處；（5）宇宙微波背景輻射的形成過程七、學時分配章目教學內(nèi)容教學環(huán)節(jié)理論教學學時實驗教學學時一觀測知識80二太陽系70三恒星60四變星、致密天體與太陽系外行星60五星系30六宇宙學20總計

320八、課程考核方式1.考核方式：筆試；開卷2.成績構(gòu)成

期末考試成績+平時成績九、選用教材和參考書目［1］《基礎天文學》劉學富編，高等教育出版社，2004年；［2］《天體物理概論》（彩色版）向守平編，中國科學技術(shù)出版社，2008年；［3］《天文學教程》（第二版）朱慈墭編，高等教育出版社，2003年；［4］《天體物理學》李宗偉，肖興華編，高等教育出版社