【课程视频】中国科大薛永泉教授：《天文学导论》

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图 | 薛永泉

课程名称：《天文学导论》
主讲人：薛永泉
工作单位：中国科学技术大学天文学系

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个人简介

薛永泉，博士生导师，2000年与2003年分别获得北京大学学士与硕士学位，2008年获得美国普度大学博士学位，2008年至2012年在美国宾州州立大学任博士后，2012年5月到中国科大天文学系任教授至今。主要从事活动星系核与X射线高能天体物理等方面的研究，是钱德拉系列深场国际天文观测项目的核心成员之一。目前（2020年6月）已经发表包含Nature在内的SCI论文80多篇，被引用3900多篇次，H指数34；其中，含1篇Nature（第一兼通讯作者）、1篇New Astronomy Reviews单一作者特邀综述、2篇ESI高引论文（1篇为第一兼通讯作者，1篇为第三作者）、1篇获美国天文学会和英国皇家物理学会（IOP）出版社共同评选的2019年度中国高引用作者奖（第一兼通讯作者）。主讲《天文学导论》与《The Physics and Evolution of Active Galactic Nuclei》。（个人网页：http://staff.ustc.edu.cn/~xuey/）

课程简介
本课程将简要介绍从太阳系、系外行星、恒星、星系、宇宙大尺度结构到宇宙学等现代天文学的基础知识和最新发展，力求生动有趣地展现给大家一个丰富多彩、奥妙无穷的宇宙。The Universe, Yours to Discover!第一章

天体物理简介：首先介绍天文学的范畴，其次介绍天体物理的简史、研究意义与方法，再次介绍一些知名望远镜，最后展示一些美丽的天文图片。
第二章

天文学——观测学科：介绍以观测为基础的天文学研究所涉及的一些最为基本的概念，并介绍日心说与行星运动的开普勒三大定律。
第三章

我们的太阳系（1）——太阳：介绍太阳系的形成以及太阳各种物理属性的测量及相关现象与问题。
第四章

我们的太阳系（2）——行星：介绍行星的常见知识、太阳系内八大行星、近地天体、彗星、流星等。
第五章

太阳系外行星：介绍系外行星的各种主要探测方法以及可居住带、相关观测设备等。
第六章

观测宇宙——望远镜：介绍望远镜的原理、指标参数、光学技术、不同波段的设备以及非电磁辐射的信号测量等。
第七章

恒星的特性：介绍恒星基本属性及测量、光谱、光度-温度图等。
第八章

恒星的演化：介绍不同质量恒星不同的演化轨迹以及几种恒星演化末期形成的致密天体。
第九章

星系与宇宙大尺度结构：介绍银河系、河外星系、星系群、星系团、超团乃至整个宇宙大尺度结构。
第十章

宇宙学——宇宙的起源与演化：介绍整个宇宙的起源与演化，包括一些著名的宇宙观、热大爆炸宇宙学的缘起与观测证据、宇宙的组成及命运等。

课 程 目 录

1.1 课程简介

1.2 什么是天文

1.3 天文有没有用

1.4 怎么做天文

1.5 做天文有没有前途

1.6 天体物理学简史

1.7 天体物理研究的意义和方法

1.8 各波段当前的一些知名设备和将来的设备1

1.9 各波段当前的一些知名设备和将来的设备2

1.10 一些天文图片

2.1 引言、地心说与日心说

2.2 星座与星等

2.3 天球坐标系与岁差

2.4 时间

2.5 行星的运动规律

2.6 从牛顿万有引力定律到广义相对论

3.1 太阳系的形成

3.2 行星的形成

3.3 太阳的属性

3.4 核聚变

3.5 太阳中微子问题

3.6 太阳大气

3.7 太阳风、黑子、日饵、耀斑

3.8 日食

4.1 行星定义与轨道

4.2 行星的属性

4.3 水星、金星

4.4 地球

4.5 月球

4.6 火星、小行星带、近地天体

4.7 木星、土星

4.8 天王星、海王星

4.9 冥王星

4.10 彗星、流星

5.1 探测方法简述

5.2 视向速度法

5.3 脉冲星计时法、类太阳地外行星系统的发现

5.4 天体位置测量法、掩食法

5.5 微引力透镜法、直接成像法

5.6 可居住带、行星发现空间

5.7 相关望远镜

6.1 望远镜光学原理、透镜设计方程、色差

6.2 极限星等、望远镜效率、分辨率、放大率、视场

6.3 望远镜类型、主动光学与自适应光学

6.4 光学望远镜

6.5 射电望远镜

6.6 其他电磁波段的观测

6.7 非电磁辐射的观测

7.1 恒星的光度、距离、自行

7.2 恒星的绝对星等、颜色、表面温度、色指数

7.3 恒星光谱、分光视差法

7.4 赫罗图、恒星的大小

7.5 恒星质量、密度、寿命

8.1 小质量恒星、中等质量恒星（1）

8.2 中等质量恒星（2）

8.3 大质量恒星

8.4 中子星

8.5 黑洞

8.6 伽玛射线暴

9.1 银河系

9.2 椭圆星系、漩涡星系、不规则星系

9.3 星系哈勃分类、可观测宇宙、量天尺

9.4 星暴星系、活动星系核

9.5 星系群、星系团、超团、宇宙的结构

10.1 牛顿与爱因斯坦的宇宙观、膨胀宇宙模型、星系退行

10.2 宇宙的膨胀

10.3 大爆炸宇宙学

10.4 暗物质、暗能量

10.5 宇宙的组成、智慧生命存在的原因、宇宙的命运

10.6 课程结语

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