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天文学史  031M2001H

学期:2016-2017学年秋 | 课程属性:一级学科普及课 | 任课教师:武家璧
课程编号: 031M2001H 课时: 42 学分: 2.0
课程属性: 一级学科普及课 主讲教师:武家璧
英文名称: History of Astronomy

教学目的、要求

为天文学及相关研究生普及天文学史及与之有关的天文学基础知识,以提高学生的天文素养和综合素质。要求学生了解天文学起源和发展的历史,尤其是近代天文学革命以及天体物理学的重大进展,掌握天文观测技术和分析手段不断发展的基本进程,领会人类探索和认识宇宙在广度和深度上取得的历史性进步,把握天文学与物理学以及光学、电子技术等相关科学技术的密切联系,同时了解太阳系、恒星、星系、宇宙这一知识结构体系的形成及其研究进展,加深理解天文学的基本概念和思想,认识天文学的科学本质、发展规律,及其在整个科学进步和人类文明发展史中的重要意义和作用,从而激发学生进一步学习天文学知识和从事天文观测与研究事业的兴趣和热情。

预修课程

天文学导论、普通天体物理

教 材

宣焕灿:《天文学史》,高等教育出版社,1992年。

主要内容

本课程的讲授内容由古代天文学、近代天文学及天文分支学科发展史三部分组成,兼顾历史发展次序及知识的逻辑结构体系。
第一部分 古代天文学(计划6学时):武家璧主讲
第1讲 萌芽时期与中国古代天文学(3学时)
内容包括:什么是天文学?古埃及、两河流域、印度、史前欧洲的天文学知识和天文遗存。古代中国的宇宙起源论和盖天、浑天说,天文仪器,历法,天象记录
教学重点:古埃及天文学、古代中国天文学。
教学难点:什么是天文学?
第2讲 古希腊、阿拉伯和中世纪(3学时)
内容包括:古代希腊的天文观测和测量,宇宙论与同心球理论,日心说与地心说,古希腊罗马的历法。5-10世纪欧天文学的停止,阿拉伯天文学中的巴格达学派、开罗学派与西阿拉伯学派,11-12世纪欧洲天文学的复兴
教学重点:古代希腊的天文观测和测量,宇宙论,地心说,古希腊罗马历法
教学难点:同心球理论
第二部分 近代天文学(计划18学时):武家璧主讲
第3讲 哥白尼理论(3学时)
内容包括:16世纪中叶哥白尼日心说体系的建立,布鲁诺的贡献,第谷体系和开普勒定理,伽利略和牛顿的贡献
教学重点:哥白尼日心说,第谷体系
教学难点:开普勒定理
第4讲 望远镜与早期观测(3学时)
内容包括:天文望远镜的问世,17世纪的望远镜及其成就,天王星和小行星的发现,反射望远镜的大型化,消色差折射望远镜
教学重点:天文望远镜及早期成就,反射望远镜,折射望远镜
教学难点:天王星和小行星的发现
第5讲 万有引力(3学时)
内容包括:万有引力定律的发现,对哈雷彗星回归的预言,大山对铅垂线的偏转,海王星,恒星暗伴星的预言和发现
教学重点:万有引力定理,哈雷彗星,天狼伴星
教学难点: 海王星的发现
第6讲 近代天体测量学(3学时)
内容包括:17世纪中期测量仪器的进展,时间与经纬度工作,天体坐标的测量,天体距离的测定,19世纪中叶以后测时、测纬、守时仪器的改进,照相天体测量方法,甚长基线干涉测量和空间天体测量技术
教学重点:天体坐标与距离的测定,测时、测纬、守时仪器的改进。
教学难点:时间与经纬度,甚长基线干涉测量
第7讲 经典天体力学(3学时)
内容包括:欧拉、拉格朗日、拉普拉斯、高斯的工作,勒威耶行星表
教学重点:欧拉摄动理论,高斯方法
教学难点:拉格朗日行星运动方程
第8讲 近代天体力学(3学时)
内容包括:19世纪中叶以后的星表工作,天文常数系统,极移,时间工作,月球与小行星运动理论,历书天文学,天体力学定性理论与数值方法,天体力学的相对论改正
教学重点:天文常数系统,月球与小行星运动理论,历书天文学
教学难点:天体力学定性理论与数值方法
第9讲 近代天体物理学(3学时)
内容包括:19世纪中叶分光术、测光术、照相术的诞生,19世纪后期到20世纪中期望远镜的发展,分光术、测光术的进展,恒星大气理论
教学重点:分光术、测光术、照相术
教学难点:恒星大气理论
第三部分 天文分支学科发展史(计划18学时):武家璧主讲
第10讲 太阳系研究(3学时)
内容包括:对太阳的研究,对行星的研究,对彗星的研究,对卫星、小行星和流星的研究,对太阳系起源的研究
教学重点:太阳研究,行星研究
教学难点:太阳系起源
第11讲恒星研究(3学时)
内容包括:双星,变星,光谱中有发射线的恒星,星云和星际物质,赫罗图的建立,早期演化理论与质光关系,恒星的能源问题,恒星演化理论
教学重点: 赫罗图,质光关系,恒星能源问题
教学难点:恒星演化理论
第12讲 星系研究(3学时)
内容包括:康德星云说,拉普拉斯星云说,银河系假设,赫歇尔的银河系模型,发现两类性质的星云,造父变星与周光关系,沙普利-柯蒂斯辩论,哈勃测定仙女座大星云的距离,卡普坦银河系结构模型,银河系自转,星协,哈勃定理,星系分类,星族理论
教学重点:造父变星与周光关系,银河系自转,哈勃定理,星系分类。
教学难点:星族理论
第13讲(3学时)广义相对论与宇宙学
内容包括:狭义相对论的时空观,广义相对论与引力论,广义相对论的天文学验证,大爆炸宇宙学,现代宇宙学的发展
教学重点:狭义相对论,广义相对论的天文学验证,
教学难点:大爆炸宇宙学
第14讲、射电天文与空间天文学(3学时)
内容包括:射电天文的诞生,20世纪40-50年代的射电天文学,60年代类星体、微波背景辐射、脉冲星、星际分子四大发现,60年代以后的射电天文学,空间探测时代的到来,太阳系空间探测,X射线天文学,红外天文学,紫外和γ射线天文学
教学重点:射电天文学四大发现,X射线天文学,红外天文学
教学难点:γ射线天文学
学时分配与进度计划: 
次 序	题 目	学时分配	进度计划
第1讲	萌芽时期与中国古代天文学	3学时	第1周
第2讲	古希腊、阿拉伯和中世纪	3学时	第2周
第3讲	哥白尼理论	3学时	第3周
第4讲	望远镜与早期观测	3学时	第4周
第5讲	万有引力	3学时	第5周
第6讲	近代天体测量学	3学时	第6周
第7讲	经典天体力学	3学时	第7周
第8讲	近代天体力学	3学时	第8周
第9讲	近代天体物理学	3学时	第9周
第10讲	太阳系研究	3学时	第10周
第11讲	恒星研究	3学时	第11周
第12讲	星系研究	3学时	第12周
第13讲	广义相对论与宇宙学	3学时	第13周
第14讲	射电天文与空间天文学	3学时	第14周

参考文献

[英]米歇尔·霍斯金著,江晓原等译:《剑桥插图天文学史》,山东画报出版社,2003年。
[法]伏古勒尔著,李珩译:《天文学简史》,广西师范大学出版社,2003年。

授课时间: 星期四, 第9、10、11节
授课地点: 教1-208
授课周次: 2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15

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