天体物理概论 lesson01-c

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1、天体物理概论孔旭xkong@ustc.edu.cn地点：理化大楼18－014；3600657交叉学科or无用学科？利用物理学的知识和手段，研究天文观测设备所获得的天体信息，是天文学和物理学的交叉学科天文学不是气象学，不能预知天气的变化；也不像其它科学对人们生活有直接影响：许多天文新发现是在几十亿年地球形成之前已经存在天文学科取得的成绩甚至不曾喂饱过一个孩子、治愈过一种疾病、制止过一场战争无用学科？为何要学习、了解和研究天文、天体物理？人类对未知事物的恐惧、好奇心宇宙是什么？宇宙有多大？宇宙是如何

2、产生？宇宙会怎样灭亡？人类、地球在宇宙中位置？寓言故事：杞人忧天屈原的《天问》上下未形，何由考之？天地尚未成形之前，又从哪里得以产生？宇宙中的特殊环境对于探索物理规律重要有地球上不具备的超高温、超高密、超强磁场等条件哥白尼、开普勒、伽利略、牛顿、爱因斯坦等暗物质、暗能量是什么？理论物理研究的热点天体物理的发展：需要多学科交叉、联合大型望远镜：物理、工程、化学与材料大型计算机：数学、计算机、软件、信息空间飞行器：国家需求、如探月工程、载人参考书目几点说明课程要求：按时到堂听课、须参加考试课程

3、考核：开卷考试、没有复杂的公式考试内容都包括在课堂讲授的内容中注意课程退选时间：第4周，3月20号之前讲课方式：讲授约1.5小时＋放相关电影教学目标内容包括从行星、恒星、星系到宇宙学宇宙是美丽的有大量惊艳的天文图片两个目标：我们是什么？(人类在宇宙中的位置、元素)我们是如何知道的？(借鉴科学研究的方法)感悟人生、陶冶情操；学以致用？一个民族有一些关注天空的人，他们才有希望；一个民族只是关心脚下的事情，那是没有未来的！温家宝—《仰望星空》第一章宇宙的尺度天文研究的尺度和时间跨度很大多数天体

4、的尺寸和演化时标超出日常生活所见在宇宙尺度上，人类、地球、甚至太阳系都是微不足道的，不重要的！科大校园一角我的办公室18-01416m16m科大周边区域1.6x1.6km1.6x1.6km合肥市周边160kmx160km160kmx160km地球地球直径地球直径:12,756km:12,756km地球和月亮地球和月球的距离地球和月球的距离::384,000km384,000km月球大小是地球的月球大小是地球的1/41/41,600,000km1,600,000km地球绕太阳轨道金星和地球水星比月球地球到太阳的距

5、离地球到太阳的距离大小相似略大为为150,000,000km150,000,000km太阳是恒星,比地球大109倍.行星只能反射光,自身不发光地球绕太阳轨道日地距离日地距离:150,000,000km:150,000,000km1天文单位(AU)=1.49597870×1011米天文单位(astronomicalunit)—地球与太阳之间的平均距离，称为1“天文单位”、1AU。主要用于测量太阳系内天体之间距离，是一个长度单位。比如，木星离太阳的平均距离为5.2天文单位。太阳系Approx.100AUApprox

6、.100AU水、木、地球、火、木、土、天王、海王2006.8.24第26届IAU大会，冥王星矮行星太阳光到地球需要8分钟，达到海王星需要4小时；离得远，温度低太阳系周围Approx.10,000AU(Approx.10,000AU(万万))太阳系周围没有其它恒星(典型)恒星碰撞概率小太阳系周围Approx.1,000,000AU(Approx.1,000,000AU(百万百万))离太阳最近的恒星是半人马座比邻星距离地球4.2光年太阳系周围Approx.1,000,000AU(Approx.1,000,000A

7、U(百万百万))光年(light-year,ly)，长度单位，指光在真空中一年时间内传播的距离。一年有365.25日，真空中光速是299,792,458m/s1ly=9,460,730,472,580,800米=9.46×1015米=9.46拍米Approx.17lightyearsApprox.17lightyears=63,241AU。Itwilltakemelight-yeartofinishmytermpaper?X太阳系周围更延展区域Approx.1,700Approx.1,700lyslys在恒星世

8、界，太阳是颗很普通的暗星。银河系TheMilkyWayGalaxyApprox.170Approx.170，，000000lyslys星系中包括千亿个恒星，还有大量气体和尘埃。DiameteroftheMilkyWay:DiameteroftheMilkyWay:‾75,000lightyears‾75,000lightyears本星系群银河系距最近的大银河系距最近的大星系约几百万光年