天体物理论文2000字怎么写好
天体物理论文2000字怎么写好
写关于对天体的认识,看法,和有关数据的分析
初中物理知识在社会生产和生活中的应用 物理是与人类生产和生活最为密切的科学。在物理教学中如何将物理知识与生产实践和生活实际相联系,使学生尽可能理解物理知识在生产实际和生活实际中的应用,也就成了物理教师义不容辞的义务。 一、力学知识的广泛应用 1.重力的应用 我们生活在地球上,重力无处不在。如工人师傅在砌墙时,常常利用重锤线来检验墙身是否竖直,这是充分利用重力的方向是竖直向下这一原理;羽毛球的下端做得重一些,这是利用降低重心使球在下落过程中保护羽毛;汽车驾驶员在下坡时关闭发动机还能继续滑行,这是利用重力的作用而节省能源;在农业生产中的抛秧技术也是利用重力的方向竖直向下。假如没有重力,世界不可想象,水不能倒进嘴里,人们起跳后无法落回地面,飞舞的尘土会永远漂浮在空中,整个自然界将是一片混浊。在讲授重力时,要让学生展开热烈的讨论,充分挖掘学生的想象力,知道重力与我们的生产生活实际密切相关。 2.摩擦力的应用 摩擦力是一个重要的力,它在社会生产生活实际中应用非常广泛。如人们行走时,在光滑的地面上行走十分困难,这是因为接触面摩擦太小的缘故;汽车上坡打滑时,在路面上撒些粗石子或垫上稻草,汽车就能顺利前进,这是靠增大粗糙程度而增大摩擦力;鞋底做成各种花纹也是增大接触面的粗糙程度而增大摩擦;滑冰运动员穿的滑冰鞋安装滚珠是变滑动摩擦为滚动摩擦,从而减少摩擦而增大滑行速度;各类机器中加润滑油是为了减小齿轮间的摩擦,保证机器的良好运行。可见,人类的生产生活实际都与摩擦力有关,有益的摩擦要充分利用,有害的摩擦要尽量减少。 3.弹力的应用 利用弹力可进行一系列社会生产生活活动,力有大小、方向、作用点。如高大的建筑需要打牢基础,桥梁设计需要精确计算各部分的受力大小;拔河需要用粗大一些绳子,防止拉力过大导致断裂;高压线的中心要加一根较粗的钢丝,才能支撑较大的架设跨度;运动员在瞬间产生的爆发力等等。 可见,物理力学知识生产和生活实际中是很有用的,从宇宙天体到微观的分子、原子处处存在着各种各样的力,教师只要将课本知识与生产生活实际有机地结合起来,就能极大地激发学生的学习兴趣,从而培养他们树立崇尚科学、研究科学、应用科学精神。 二、热学知识的应用 天气的阴晴、冷暖与人类的各类活动息息相关,包含了很多的物理热学知识。如人们常喝开水、吃熟食,需要对水和食物进行加热,而加热过程中就需知道燃料燃烧或电力加热的基本知识;炎热的夏天在地上撒些水,靠水分的蒸发达到降温的目的;严寒的冬天如何保暖,汽车发动机常用水来散热,保护秧苗不被冻坏而往往采用在夜间向稻田里灌水,都充分利用了水的比热大这一特性;水稻生长在夏季,是由于水稻是喜高温的植物;各种机械轴承、火车轮箍的制造是充分利用固体的热胀冷缩原理。这些都是热学知识在生产生活中的重要应用。 答案补充 三、光、声现象的应用 人类生存需要光。白天靠阳光,夜间需要灯光,设想宇宙无光,整个世界将陷入一片漆黑,所有生物将无法生存,由此可见光的重要性。然而光到底遵循什么规律,人类怎样利用这些规律为自己服务,这是人类研究光的目的所在。如日月食现象中遵循的是光在同一均匀介质中沿直线传播;教室里通常用日光灯管而少用白炽灯,除为了节省能源外,更重要的是白炽灯这种光源容易形成阴影,而日光管是平行光,可以避免阴影使我们能够很好的工作学习;夜间行驶的汽车内不开灯是为了避免挡风玻璃反射光而影响驾驶员的视线,汽车的反光镜用凸镜而不用平面镜是为了扩大观察范围,近视眼病人要佩戴凹透镜是为了矫正物体成像在人的视网膜上,手电筒能“收光”是利用凹透焦点发出的光能平行射出。另外,教室的长度限制10m左右是避免原声、回声两次声音,从而使两种声音叠加在一起,加强原声;两山距离和海底深度的测定也是利用声音的传播原理。 答案补充 四、电学知识的应用 自法拉发现电磁感应现象以来,人类进入了电气化时代。从生活用电到交通运输、工厂企业用电,都来源于发电机,电已成为人类必不可少的主要能源。在我们的生活中,随处可见电的应用。如夜间走路用的手电,它是将化学能转化为电能;干电池不会发生触电事故,而照明用电如使用不当,将会危及我们的生命安全,这是因为不高于36V的是安全电压,而照明电路的电压是220V,远远高于安全电压;煮饭用电饭煲、电炒锅是将电能转化为内能,电力机车的行驶也是靠电能,一切家用电器都需要电。假设没有电,电动机将不能转动,电力机车不能行驶,电器都不能工作,人类社会将会倒退。因此,电是人类的好伙伴,只要我们严格遵循安全用电原则,我们就可以驯服它,利用它为人类服务。 总之,物理知识从生活实际到高科技前沿,它的应用十分广泛。作为一名物理教师,不仅要使学生理解学习物理知识的重要性,认识物理知识在当代社会中的重要作用,更要引导学生关注物理学的最新发展,使学生将所学物理知识与当前的社会实践和生活实际结合起来,坚持与时俱进,坚持科学发展观,利用物理知识推动社会和谐发展,更好地造福于人类。 答案补充 生活中的物理小常识 _asp?xxpxddd=396223&xxpxccc=575980 包括 跳高运动员为什么要助跑?为什么可以用吸管“喝”汽水?暖水瓶为什么能保温? 东西太多了,并列举了,非常有用。 写这篇文章时,多举几个例子,2000个字就能凑到了
浅论天文 天文学历史 天文学的起源可以追溯到人类文化的萌芽时代。远古时代,人们为了指示方向、确定时间和季节,而对太阳、月亮和星星进行观察,确定它们的位置、找出它们变化的规律,并据此编制历法。从这一点上来说,天文学是最古老的自然科学学科之一。 古时候,人们通过用肉眼观察太阳、月亮、星星来确定时间和方向,制定历法,指导农业生产,这是天体测量学最早的开端。早期天文学的内容就其本质来说就是天体测量学。从十六世纪中期哥白尼提出日心体系学说开始,天文学的发展进入了全新的阶段。此前包括天文学在内的自然科学,受到宗教神学的严重束缚。哥白尼的学说使天文学摆脱宗教的束缚,并在此后的一个半世纪中从主要纯描述天体位置、运动的经典天体测量学,向着寻求造成这种运动力学机制的天体力学发展。 十八、十九世纪,经典天体力学达到了鼎盛时期。同时,由于分光学、光度学和照相术的广泛应用,天文学开始朝着深入研究天体的物理结构和物理过程发展,诞生了天体物理学。 二十世纪现代物理学和技术高度发展,并在天文学观测研究中找到了广阔的用武之地,使天体物理学成为天文学中的主流学科,同时促使经典的天体力学和天体测量学也有了新的发展,人们对宇宙及宇宙中各类天体和天文现象的认识达到了前所未有的深度和广度。 天文学就本质上说是一门观测科学。天文学上的一切发现和研究成果,离不开天文观测工具——望远镜及其后端接收设备。在十七世纪之前,人们尽管已制作了不少天文观测仪器,如中国的浑仪、简仪,但观测工作只能靠肉眼。1608年,荷兰人李波尔赛发明了望远镜,1609年伽里略制成第一架天文望远镜,并作出许多重要发现,从此天文学跨入了用望远镜时代。在此后人们对望远镜的性能不断加以改进,以期观测到更暗的天体和取得更高的分辨率。1932年美国人央斯基用他的旋转天线阵观测到了来自天体的射电波,开创了射电天文学。1937年诞生第一台抛物反射面射电望远镜。之后,随着射电望远镜在口径和接收波长、灵敏度等性能上的不断扩展、提高,射电天文观测技术为天文学的发展作出了重要的贡献。二十世纪后50年中,随着探测器和空间技术的发展以及研究工作的深入,天文观测进一步从可见光、射电波段扩展到包括红外、紫外、X射线和γ射线在内的电磁波各个波段,形成了多波段天文学,并为探索各类天体和天文现象的物理本质提供了强有力的观测手段,天文学发展到了一个全新的阶段。而在望远镜后端的接收设备方面,十九世纪中叶,照相、分光和光度技术广泛应用于天文观测,对于探索天体的运动、结构、化学组成和物理状态起了极大的推动作用,可以说天体物理学正是在这些技术得以应用后才逐步发展成为天文学的主流学科。 人类很早以前就想到太空畅游一番了。1903年人类在地球上开设了第一家月亮公园。花50美分就能登上一个雪茄状、带翼的车,然后车身剧烈摇晃,最后登上一个月亮模型。 同一年,莱特兄弟在空中哒哒作响地飞行了59秒,同时一位名为康斯坦丁·焦乌科夫斯基、自学成才的俄罗斯人发表了题为《利用反作用仪器进行太空探索》的文章。他在文内演算,一枚导弹要克服地球引力就必须以1.8万英里的时速飞行。他还建议建造一枚液体驱动的多级火箭。 50年代,有一个公认的基本思想是,哪个国家第一个成功地建立永久性宇宙空间站,它迟早就能控制整个地球。冯·布劳恩向美国人描述了洲际导弹、潜艇导弹、太空镜和可能的登月旅行。他曾设想建立一个经常载人的、并能发射核导弹的宇宙空间站。他说:“如果考虑到空间站在地球上所有有人居住的地区上空飞行,那么人们就能认识到,这种核战争技术会使卫星制造者在战争中处于绝对优势地位。 1961年,加加林成为进入太空的第一人。俄国人用他说明,在天上飞来飞去的并不是天使,也不是上帝。美国约翰·肯尼迪竞选的口号是“新边疆”。他解释说:“我们又一次生活在一个充满发现的时代。宇宙空间是我们无法估量的新边疆。”对肯尼迪来说,苏联人首先进入宇宙空间是“多年来美国经历的最惨痛的失败”。唯一的出路是以攻为守。1958年美国成立了国家航空航天局,并于同年发射了第一颗卫星“探险者”号。1962年约翰·格伦成为进入地球轨道的第一位美国人。 许多科学家本来就对危险的载人太空飞行表示怀疑,他们更愿意用飞行器来探测太阳系。 而美国人当时实现了突破:三名宇航员乘“阿波罗号”飞船绕月球飞行。在这种背景下,计划在1969年1月实现的两艘载人飞船的首次对接具有特殊的意义。 补充回答: 20世纪的80年代,苏联的第三代空间站“和平”号轨道站使其航天活动达到高峰,都让美国人感到眼热。“和平”号被誉为“人造天宫”,1986年2月20日发射上天,是迄今人类在近地空间能够长期运行的唯一载人空间轨道站。它与其相对接的“量子1号”、“量子2号”、“晶体”舱、“光谱”舱、“自然”舱等舱室形成一个重达140吨、工作容积400立方米的庞大空间轨道联合体。在这一“太空小工厂”相继考察的俄罗斯和外国宇航员有106名,进行的科考项目多达2万个,重点项目600个。 在“和平”号进行的最吸引人的实验是延长人在太空的逗留时间。延长人在空间的逗留时间是人类飞出自己的摇篮地球、迈向火星等天体最为关键的一步,要解决这一难题需克服失重、宇宙辐射及人在太空所产生的心理障碍等。俄宇航员在这方面取得重大进展,其中宇航员波利亚科夫在“和平”号上创造了单次连续飞行438天的纪录,这不能不被视为20世纪航天史上的一项重要成果。在轨道站上进行了诸如培养鹌鹑、蝾螈和种植小麦等大量的生命科学实验。 如果将和平号空间站看作人类的第三代空间站,国际空间站则属于第四代空间站了。国际空间站工程耗资600多亿美元,是人类迄今为止规模最大的载人航天工程。它从最初的构想和最后开始实施既是当年美苏竞争的产物,又是当前美俄合作的结果,从侧面折射出历史的一段进程。 国际空间站计划的实施分3个阶段进行。第一阶段是从1994年开始的准备阶段,现已完成。这期间,美俄主要进行了一系列联合载人航天活动。美国航天飞机与俄罗斯“和平”号轨道站8次对接与共同飞行,训练了美国宇航员在空间站上生活和工作的能力;第二阶段从1998年11月开始:俄罗斯使用“质子-K”火箭把空间站主舱——功能货物舱送入了轨道。它还担负着一些军事实验任务,因此该舱只允许美国宇航员使用。实验舱的发射和对接的完成,将标志着第二阶段的结束,那时空间站已初具规模,可供3名宇航员长期居住;第三阶段则是要把美国的居住舱、欧洲航天局和日本制造的实验舱和加拿大的移动服务系统等送上太空。当这些舱室与空间站对接后,则标志着国际空间站装配最终完成,这时站上的宇航员可增至7人。 补充回答: 美、俄等15国联手建造国际空间站,预示着一个各国共同探索和和平开发宇宙空间的时代即将到来。不过,几十年来载人航天活动的成果还远未满足他们对太空的渴求。“路漫漫其休远兮,吾将上下而求索”,人类一直都心怀征服太空的欲望和和平利用太空资源的决心。1998年11月,人类第一个进入地球轨道的美国宇航员、77岁的老格伦带着他未泯的雄心再次踏上了太空征程,这似乎在告诉人类:照此下去,征服太空不是梦。
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现代科学技术的发展,为教育提供了越来越多的应用性成果,给教学工作带来了极其深刻的变化,现代教学手段的发展和应用为中学物理教学手段充实了新的内容,带来了新的教学模式。为提高中学物理教学质量,培养新型的人才,中学物理教学手段必须在传统教学手段的基础上,结合现代化教学手段,使传统的教学手段和现代化教学手段得到有机的结合,以取得优化教学和目的。现代化教学设备的原理和结构各不相同,所记录、存贮、传递和再现的信息内容也是多种多样,然而它们都有一个共同的特点就是能使师生的感官得到延伸,能将课堂教学空间扩大,使在课堂上传递的知识信息更加丰富、生动。在物理教学中常应用的各类现代化教学设备及其特性如下:一、光学投影设备在物理教学的应用教学中常用的光学投影设备主要有幻灯机,投影仪。利用光学投影设备其最大的特点就是幻灯软件和投影片都有可以自己制作(其中包括老师和学生的制作),它能够胜任许多板书、板画难于胜任的任务,而且投影软件可以长期保存,重复使用,用它来揭示一些复杂的图像、历史资料和其他物理真实现象的图片是很优越的,在制作软件时如果加上一些特技的手段可以使图产生形变化,产生动态感,可更好地引导学生观察、提高学生的学习兴趣。例如、在第一次引导学生认识天平的时候,由于演示示范用的天平太小,而且天平的结构也比较复杂,教师难于引导学生观察和讲清它的构造,这时,可以利用天平的复合投影片来辅助教学,从天平的底座开始,一步一步的复合,边复合边讲解,这样能较好地突出观察重点,调动学生的有意注意和无意注意,并能使学生了解天平各部份的联系。用这样的方法引导学生对照实物观察,就可能弥补实物不易观察清楚的缺陷。又如,利用可动式投影片对学生进行仪表的读数的训练,能提高课堂教学的效果,如图所示,在基底片上画出电压表的表面刻度盘和双量程接线柱,在动片上画上电压表的指针,用子母扣扣在指针转轴处,将动静片铆合起来,用带色的小圆圈放在相应的一对接线柱上,转动动片使指针指在一定的位置,即可训练学生读数。利用光学投影仪还可以辅助演示实验的教学。有的实验器材由于受尺寸限制,在实验的时候现象不是很明显,可见性差,实验效果不佳。此时利用投影设备把它投影出来,就把不易观察到的实验现象成功地投影出来,提高实验效果。例如进行磁力线的观察、电流表、电压表的读数等。这样通过投影设备的放大作用,提高了实验的效果。二、音像媒体在物理教学中的应用物理课堂教学中的音像媒体有电视、录音和录像等,其中录像教学手段使用得更加广泛,效果更好,这是因为录像媒体既有像电影一样的声音、色彩和效果,而且价格比较低,使用和制作方便,一般教师都能独立操作完成的特点。因此,在还没有普及多媒体电脑教学的条件下,使用录像媒体已成为优化中学物理课堂教学的一种重要手段。(1)强化教学信息。录像教材所提供的教学信息既有声音、有图像、色彩丰富、形象生动的特点。在课堂教学中穿插录像片断,无疑可以增加学生的兴趣,令学生观后印象深刻,便于记忆。如在讲述“天体运动”内容时,我结合实际情况,事先火箭发射的卫星工作的过程,在课上放给学生看,并启发学生一起分析,激发了学生的兴趣,从而培养了学生主动寻找并观察周围物理现象的良好习惯。(2)创设教学情境。如在高中物理上讲“滑动变阻器”时,我事为学生播放一段在晚会上或一些舞会上的录像情况,让学生在轻松愉快的音乐声中观看到会场上灯光的强弱变化,并在最后出现字幕:灯光为什么会发生强弱变化?这时学生注意力十分集中,通过短短的几分钟,教师就将全班学生带入了课堂教学情境中。(3)优化演示实验。演示实验是中学物理课堂教学的重要组成部分。但是从传统的演示实验手段来看,有些实验无法在课堂上演示;而有的实验难度大,成功率低;有的实验耗时长而又观察不清。而录像媒体所提供的画面可以快放、慢放、能把重点部分放大,也能缩小;同时还具有倒放、停格、快速选择等功能。同时在放录像的过程中还可以配以合适的音乐和相应的解说词,教师可以根据画面的情况作适当的提示,把教材中抽象的知识化为较形象的知识、较理性的知识化为较感性的知识,从而提高教学效果。例如、卫星的发射、火箭的结构和升空情况、宇航员在飞行中的失重现象以及宇航员在月球上行走的情况。这些都是平时难以形象表达出来的,而又具有教育意义的课例,利用电视录像就可以较好地把知识形象地表现出来,提高实验效果。三、计算机媒体在物理教学中的应用计算机多媒体在物理教学中的应用主要有以下几方面。(!)利用多媒体组合辅助物理课堂教学。通过计算机多媒体可以向学生提供丰富的信息,把本来在课堂上无法得到的直接经验通过多媒体把教材中抽象的知识化为较形象的知识、较理性的知识化为较感性的知识,使知识形象化地表现出来。如声音、灯光、图片、照片、动画以及电影的有机组合变化,起到传递感性经验的作用。计算机灵活多变的组织和表现方法还能有机组合教学材料,帮助学生形成概念,加深理解,掌握原理,学会解决问题的方法,提高解决问题的能力。计算机多媒体辅助物理教学应该根据教学内容,学生的实际情况及学校现有的教学条件进行设计。其中的关键是多媒体教学软件的制作,课件的制作主要有三个方面:一是教师采用多媒体软件(如Authorware等)根据授课需要自行制作;二是从现有的软件公司出版发行的教学软件中选用;三是从中小学教育信息网络中下载适用的课件。(2)多媒体环境下个别化的自主学习。这是一种替代教师讲授的形式,作为对课堂补充,教师根据教材的要求,篇制一系例的问题,例如:知识讲解、举例说明、信息演示(图片、动画、电影、解说等)评价打分、反馈建议等方面的内容。在学生自学的基础下,由计算机向学生提问,要求学生回答。学生在计算机多媒体环境下的学习,除了可广泛接受多媒体传递的物理教学信息的刺激以外,还有其独特的地方,首先是学生可以充分发挥个人主观能动性,学生掌握人机交流作用中的主动权,能充分参与学习;其次,学生可以按人类思维方式,即学习过程中的非线性网状进展方式去获取知识,达到最佳学习效果,并根据自己的理解控制和调整学习过程。(3)计算机多媒体辅助物理实验。利用计算机多媒体辅助物理实验,它除了具有录像优化实验的相同效果外,它还可以利用“数据采集录入控制仪”它是在不同的传感受器配合下,与计算机的通信接口连接,配以各种教学实验软件,可以按照物理教学的要求,进行各种各样的实验。比如由于受条件的限制,利用常规的实验器材有的物理实验很难开展,而利用计算机多媒体可以把不可能演示的现象直接地演示出来。如高速飞行的炮弹在空中飞行的轨迹;降落伞的下落运动,导体内部自由电荷的定向移动等。通过模拟演示,有利于学生提高求知欲望和兴趣,帮助学生理解物理规律。(4)帮助学生练习和复习。教师针对学生的学习水平编制程序练习库,供学生循序渐进反复练习,学生通过人机对话达到巩固和深化所学知识的目的。(5)丰富学生的课外兴趣活动。教师可把丰富多彩的趣味物理问题和实验编制成游戏程序提供给学生,作为物理课外活动的补充,使学生加深对所学知识的理解,培养学生学习物理的兴趣。现代化教学手段的发展和应用,扩大了教育信息,为学生提供了丰富的感性材料。在中学物理教学中,有利于激发兴趣,提高教学效率,促进学生能力的发展和能力的培养。利用现代化教学手段,要从本地区、本校的实际情况出发,并考虑成本、优越性等各方面的因素,使用现代化教学手段和传统的手段双结合,提高教学质量。
浅论天文 天文学历史 天文学的起源可以追溯到人类文化的萌芽时代。远古时代,人们为了指示方向、确定时间和季节,而对太阳、月亮和星星进行观察,确定它们的位置、找出它们变化的规律,并据此编制历法。从这一点上来说,天文学是最古老的自然科学学科之一。 古时候,人们通过用肉眼观察太阳、月亮、星星来确定时间和方向,制定历法,指导农业生产,这是天体测量学最早的开端。早期天文学的内容就其本质来说就是天体测量学。从十六世纪中期哥白尼提出日心体系学说开始,天文学的发展进入了全新的阶段。此前包括天文学在内的自然科学,受到宗教神学的严重束缚。哥白尼的学说使天文学摆脱宗教的束缚,并在此后的一个半世纪中从主要纯描述天体位置、运动的经典天体测量学,向着寻求造成这种运动力学机制的天体力学发展。 十八、十九世纪,经典天体力学达到了鼎盛时期。同时,由于分光学、光度学和照相术的广泛应用,天文学开始朝着深入研究天体的物理结构和物理过程发展,诞生了天体物理学。 二十世纪现代物理学和技术高度发展,并在天文学观测研究中找到了广阔的用武之地,使天体物理学成为天文学中的主流学科,同时促使经典的天体力学和天体测量学也有了新的发展,人们对宇宙及宇宙中各类天体和天文现象的认识达到了前所未有的深度和广度。 天文学就本质上说是一门观测科学。天文学上的一切发现和研究成果,离不开天文观测工具——望远镜及其后端接收设备。在十七世纪之前,人们尽管已制作了不少天文观测仪器,如中国的浑仪、简仪,但观测工作只能靠肉眼。1608年,荷兰人李波尔赛发明了望远镜,1609年伽里略制成第一架天文望远镜,并作出许多重要发现,从此天文学跨入了用望远镜时代。在此后人们对望远镜的性能不断加以改进,以期观测到更暗的天体和取得更高的分辨率。1932年美国人央斯基用他的旋转天线阵观测到了来自天体的射电波,开创了射电天文学。1937年诞生第一台抛物反射面射电望远镜。之后,随着射电望远镜在口径和接收波长、灵敏度等性能上的不断扩展、提高,射电天文观测技术为天文学的发展作出了重要的贡献。二十世纪后50年中,随着探测器和空间技术的发展以及研究工作的深入,天文观测进一步从可见光、射电波段扩展到包括红外、紫外、X射线和γ射线在内的电磁波各个波段,形成了多波段天文学,并为探索各类天体和天文现象的物理本质提供了强有力的观测手段,天文学发展到了一个全新的阶段。而在望远镜后端的接收设备方面,十九世纪中叶,照相、分光和光度技术广泛应用于天文观测,对于探索天体的运动、结构、化学组成和物理状态起了极大的推动作用,可以说天体物理学正是在这些技术得以应用后才逐步发展成为天文学的主流学科。 人类很早以前就想到太空畅游一番了。1903年人类在地球上开设了第一家月亮公园。花50美分就能登上一个雪茄状、带翼的车,然后车身剧烈摇晃,最后登上一个月亮模型。 同一年,莱特兄弟在空中哒哒作响地飞行了59秒,同时一位名为康斯坦丁·焦乌科夫斯基、自学成才的俄罗斯人发表了题为《利用反作用仪器进行太空探索》的文章。他在文内演算,一枚导弹要克服地球引力就必须以1.8万英里的时速飞行。他还建议建造一枚液体驱动的多级火箭。 50年代,有一个公认的基本思想是,哪个国家第一个成功地建立永久性宇宙空间站,它迟早就能控制整个地球。冯·布劳恩向美国人描述了洲际导弹、潜艇导弹、太空镜和可能的登月旅行。他曾设想建立一个经常载人的、并能发射核导弹的宇宙空间站。他说:“如果考虑到空间站在地球上所有有人居住的地区上空飞行,那么人们就能认识到,这种核战争技术会使卫星制造者在战争中处于绝对优势地位。 1961年,加加林成为进入太空的第一人。俄国人用他说明,在天上飞来飞去的并不是天使,也不是上帝。美国约翰·肯尼迪竞选的口号是“新边疆”。他解释说:“我们又一次生活在一个充满发现的时代。宇宙空间是我们无法估量的新边疆。”对肯尼迪来说,苏联人首先进入宇宙空间是“多年来美国经历的最惨痛的失败”。唯一的出路是以攻为守。1958年美国成立了国家航空航天局,并于同年发射了第一颗卫星“探险者”号。1962年约翰·格伦成为进入地球轨道的第一位美国人。 许多科学家本来就对危险的载人太空飞行表示怀疑,他们更愿意用飞行器来探测太阳系。 而美国人当时实现了突破:三名宇航员乘“阿波罗号”飞船绕月球飞行。在这种背景下,计划在1969年1月实现的两艘载人飞船的首次对接具有特殊的意义。 补充回答: 20世纪的80年代,苏联的第三代空间站“和平”号轨道站使其航天活动达到高峰,都让美国人感到眼热。“和平”号被誉为“人造天宫”,1986年2月20日发射上天,是迄今人类在近地空间能够长期运行的唯一载人空间轨道站。它与其相对接的“量子1号”、“量子2号”、“晶体”舱、“光谱”舱、“自然”舱等舱室形成一个重达140吨、工作容积400立方米的庞大空间轨道联合体。在这一“太空小工厂”相继考察的俄罗斯和外国宇航员有106名,进行的科考项目多达2万个,重点项目600个。 在“和平”号进行的最吸引人的实验是延长人在太空的逗留时间。延长人在空间的逗留时间是人类飞出自己的摇篮地球、迈向火星等天体最为关键的一步,要解决这一难题需克服失重、宇宙辐射及人在太空所产生的心理障碍等。俄宇航员在这方面取得重大进展,其中宇航员波利亚科夫在“和平”号上创造了单次连续飞行438天的纪录,这不能不被视为20世纪航天史上的一项重要成果。在轨道站上进行了诸如培养鹌鹑、蝾螈和种植小麦等大量的生命科学实验。 如果将和平号空间站看作人类的第三代空间站,国际空间站则属于第四代空间站了。国际空间站工程耗资600多亿美元,是人类迄今为止规模最大的载人航天工程。它从最初的构想和最后开始实施既是当年美苏竞争的产物,又是当前美俄合作的结果,从侧面折射出历史的一段进程。 国际空间站计划的实施分3个阶段进行。第一阶段是从1994年开始的准备阶段,现已完成。这期间,美俄主要进行了一系列联合载人航天活动。美国航天飞机与俄罗斯“和平”号轨道站8次对接与共同飞行,训练了美国宇航员在空间站上生活和工作的能力;第二阶段从1998年11月开始:俄罗斯使用“质子-K”火箭把空间站主舱——功能货物舱送入了轨道。它还担负着一些军事实验任务,因此该舱只允许美国宇航员使用。实验舱的发射和对接的完成,将标志着第二阶段的结束,那时空间站已初具规模,可供3名宇航员长期居住;第三阶段则是要把美国的居住舱、欧洲航天局和日本制造的实验舱和加拿大的移动服务系统等送上太空。当这些舱室与空间站对接后,则标志着国际空间站装配最终完成,这时站上的宇航员可增至7人。 补充回答: 美、俄等15国联手建造国际空间站,预示着一个各国共同探索和和平开发宇宙空间的时代即将到来。不过,几十年来载人航天活动的成果还远未满足他们对太空的渴求。“路漫漫其休远兮,吾将上下而求索”,人类一直都心怀征服太空的欲望和和平利用太空资源的决心。1998年11月,人类第一个进入地球轨道的美国宇航员、77岁的老格伦带着他未泯的雄心再次踏上了太空征程,这似乎在告诉人类:照此下去,征服太空不是梦。
初中物理知识在社会生产和生活中的应用 物理是与人类生产和生活最为密切的科学。在物理教学中如何将物理知识与生产实践和生活实际相联系,使学生尽可能理解物理知识在生产实际和生活实际中的应用,也就成了物理教师义不容辞的义务。 一、力学知识的广泛应用 1.重力的应用 我们生活在地球上,重力无处不在。如工人师傅在砌墙时,常常利用重锤线来检验墙身是否竖直,这是充分利用重力的方向是竖直向下这一原理;羽毛球的下端做得重一些,这是利用降低重心使球在下落过程中保护羽毛;汽车驾驶员在下坡时关闭发动机还能继续滑行,这是利用重力的作用而节省能源;在农业生产中的抛秧技术也是利用重力的方向竖直向下。假如没有重力,世界不可想象,水不能倒进嘴里,人们起跳后无法落回地面,飞舞的尘土会永远漂浮在空中,整个自然界将是一片混浊。在讲授重力时,要让学生展开热烈的讨论,充分挖掘学生的想象力,知道重力与我们的生产生活实际密切相关。 2.摩擦力的应用 摩擦力是一个重要的力,它在社会生产生活实际中应用非常广泛。如人们行走时,在光滑的地面上行走十分困难,这是因为接触面摩擦太小的缘故;汽车上坡打滑时,在路面上撒些粗石子或垫上稻草,汽车就能顺利前进,这是靠增大粗糙程度而增大摩擦力;鞋底做成各种花纹也是增大接触面的粗糙程度而增大摩擦;滑冰运动员穿的滑冰鞋安装滚珠是变滑动摩擦为滚动摩擦,从而减少摩擦而增大滑行速度;各类机器中加润滑油是为了减小齿轮间的摩擦,保证机器的良好运行。可见,人类的生产生活实际都与摩擦力有关,有益的摩擦要充分利用,有害的摩擦要尽量减少。 3.弹力的应用 利用弹力可进行一系列社会生产生活活动,力有大小、方向、作用点。如高大的建筑需要打牢基础,桥梁设计需要精确计算各部分的受力大小;拔河需要用粗大一些绳子,防止拉力过大导致断裂;高压线的中心要加一根较粗的钢丝,才能支撑较大的架设跨度;运动员在瞬间产生的爆发力等等。 可见,物理力学知识生产和生活实际中是很有用的,从宇宙天体到微观的分子、原子处处存在着各种各样的力,教师只要将课本知识与生产生活实际有机地结合起来,就能极大地激发学生的学习兴趣,从而培养他们树立崇尚科学、研究科学、应用科学精神。 二、热学知识的应用 天气的阴晴、冷暖与人类的各类活动息息相关,包含了很多的物理热学知识。如人们常喝开水、吃熟食,需要对水和食物进行加热,而加热过程中就需知道燃料燃烧或电力加热的基本知识;炎热的夏天在地上撒些水,靠水分的蒸发达到降温的目的;严寒的冬天如何保暖,汽车发动机常用水来散热,保护秧苗不被冻坏而往往采用在夜间向稻田里灌水,都充分利用了水的比热大这一特性;水稻生长在夏季,是由于水稻是喜高温的植物;各种机械轴承、火车轮箍的制造是充分利用固体的热胀冷缩原理。这些都是热学知识在生产生活中的重要应用。 答案补充 三、光、声现象的应用 人类生存需要光。白天靠阳光,夜间需要灯光,设想宇宙无光,整个世界将陷入一片漆黑,所有生物将无法生存,由此可见光的重要性。然而光到底遵循什么规律,人类怎样利用这些规律为自己服务,这是人类研究光的目的所在。如日月食现象中遵循的是光在同一均匀介质中沿直线传播;教室里通常用日光灯管而少用白炽灯,除为了节省能源外,更重要的是白炽灯这种光源容易形成阴影,而日光管是平行光,可以避免阴影使我们能够很好的工作学习;夜间行驶的汽车内不开灯是为了避免挡风玻璃反射光而影响驾驶员的视线,汽车的反光镜用凸镜而不用平面镜是为了扩大观察范围,近视眼病人要佩戴凹透镜是为了矫正物体成像在人的视网膜上,手电筒能“收光”是利用凹透焦点发出的光能平行射出。另外,教室的长度限制10m左右是避免原声、回声两次声音,从而使两种声音叠加在一起,加强原声;两山距离和海底深度的测定也是利用声音的传播原理。 答案补充 四、电学知识的应用 自法拉发现电磁感应现象以来,人类进入了电气化时代。从生活用电到交通运输、工厂企业用电,都来源于发电机,电已成为人类必不可少的主要能源。在我们的生活中,随处可见电的应用。如夜间走路用的手电,它是将化学能转化为电能;干电池不会发生触电事故,而照明用电如使用不当,将会危及我们的生命安全,这是因为不高于36V的是安全电压,而照明电路的电压是220V,远远高于安全电压;煮饭用电饭煲、电炒锅是将电能转化为内能,电力机车的行驶也是靠电能,一切家用电器都需要电。假设没有电,电动机将不能转动,电力机车不能行驶,电器都不能工作,人类社会将会倒退。因此,电是人类的好伙伴,只要我们严格遵循安全用电原则,我们就可以驯服它,利用它为人类服务。 总之,物理知识从生活实际到高科技前沿,它的应用十分广泛。作为一名物理教师,不仅要使学生理解学习物理知识的重要性,认识物理知识在当代社会中的重要作用,更要引导学生关注物理学的最新发展,使学生将所学物理知识与当前的社会实践和生活实际结合起来,坚持与时俱进,坚持科学发展观,利用物理知识推动社会和谐发展,更好地造福于人类。 答案补充 生活中的物理小常识 _asp?xxpxddd=396223&xxpxccc=575980 包括 跳高运动员为什么要助跑?为什么可以用吸管“喝”汽水?暖水瓶为什么能保温? 东西太多了,并列举了,非常有用。 写这篇文章时,多举几个例子,2000个字就能凑到了
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写星星,行星,地球,都可以呀
写关于对天体的认识,看法,和有关数据的分析
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(4)量子引力理论20世纪基础物理研究的巨大成就,当归功于相对论、量子论与引力论的建立。相对论、量子论和引力论都具有普适性,它们的普适性的一个重要体现分别表现在c、h和G这三个普适常数上。然而,三个理论是否真的具有普适性,还在于它们彼此间的相容性,广义相对论的建立证实了引力论与相对论的相容性。量子理论的发展证明,物质的各种运动形态都遵从量子化的要求,与此同时,一切相对论性场,如电磁场也应是量子化的。在场量子化研究的初期,曾出现了一系列的发散困难。在40年代末,量子化电磁场的发散困难初步通过重正化理论得以解决。发散困难的最根本解决是在60年代完成。弱电统一理论的建立,不仅解决了弱相互作用中的发散困难,而且在类似弱相互作用的框架之中,还可望在强相互作用领域解决相对论与量子论的相容性。最困难的一步就是引力论与量子论的相容,这一步骤的一个主要目标就是建立量子化的引力理论。量子引力理论的研究还起源于广义相对论的奇点问题。由彭罗塞提出,后经霍金和杰罗奇等人最终建立的奇点定理表明,在相当宽的物态条件下,引力场方程的解必定具有奇性。奇性的存在表明,广义相对论属于服从因果律的经典物理范畴,在奇点处,这一理论不再适用。有可能在考虑到引力场的量子性之后,奇性自然消失,这一猜测随后在霍金黑洞蒸发理论中得到了支持。迫使人们研究量子引力理论的第三个动机来源于大统一理论。弱电统一理论已经建成,弱电与强相互作用的大统一理论正是当前的热门课题,研究过程表明,必须同时考虑到它们与引力作用的统一,而这一统一的实质就是建立量子引力理论。经典物理学的理论框架是建立在因果律的基础上的,经典物理学依赖于物理定律和它相应的边界条件,然而当问题涉及到奇点,而这个奇点又不是数学或模型的缺陷由人为造成的时,奇点很难消除,又很难给出合理的边界条件,这就迫使人们必须重新考虑原有的理论。沿着膨胀和暴涨的宇宙反向历程,应用经典宇宙学所给出的框架,回溯宇宙在暴涨之前的状态,很自然地会得到宇宙的尺度将趋于零。这意味着,引力场的强度以及物质场的能量密度将趋于无限大,宇宙是从一个奇点演化而来的,而这个奇点并非由于模型的缺陷人为引起的。早在60年代,彭罗塞和霍金就曾利用整体微分几何证明过①,奇点不仅是高度对称的,而且是广义相对论的必然产物。这意味着,在广义相对论的理论框架之中,不可能找到解决奇点的方案,或者说,尽管广义相对论揭示了时空的引力弯曲,但它对于极高曲率的空间并不适用。量子论的鼻祖普朗克很早就主张,应在所有的自然力之间建立联系。1899年,他首先提出了“普朗克长度”这一普适的这一最小长度Lp,以后又陆续提出了“普朗克时间”tp、“普朗克温度”Tp与“普朗克质量”Mp,它们分别为Lp=(hG/c3)1/2=05×10-33cm, tp=(hG/c5)1/2=35×10-43s,Mp=(hc/G)1/2=45×10-5g,Tp=(hc5/k2G)1/2=56×1032K。由于h、c和G三个常量都是相对论不变量,以它们为基准的普朗克自然单位将是不变和唯一的,这一点具有深刻意义。审查上述量的大小不难看出,温度Tp极高,甚至比宇宙大爆炸时刻的温度还高,长度Lp、时间tp却极小,质量Mp也不很大,虽然这些值都是实验室条件下无法得到的,它们却使人们想到,在暴涨之前的宇宙这些是否是可以接近的尺度,因此,应该由一个量子化的广义相对论取代经典广义相对论。本世纪初,量子力学诞生之后,量子力学原理首先用于解释微小系统——原子结构方面的困难,确立了薛定谔方程,同时也得到了有关原子特征的一系列量子力学描述。本世纪60年代以来,当人们试图用量子力学解释巨大的体系——宇宙结构时,却发现它们之间有着惊人的相似①。首先,在具有电磁作用的质子与电子微小体系中,重要自由度r(t)在趋于零时,产生奇点的经典困难,而在具有引力作用的大物质体系中,重要自由度标度因子R(t)在趋于零时,也产生奇点的经典困难;微小电磁体系具有玻尔半径10-8cm的量子长度,而引力作用体系则具有普朗克长度10-33cm的量子长度;微小体系服从薛定谔方程的动力学规律,而引力体系则有惠勒-德维特方程。关于这两个体系间的相似与联系,近年来的研究又有了新的进展。本世纪60~70年代,德维特(DeWitt,BS)、米斯纳(Misner,CW)和惠勒等人在量子宇宙学方面做出了重要的基础性工作,他们建立了描述宇宙量子特征的惠勒-德维特方程,然而求解这个方程却面临边界条件的确立。因为最初宇宙究竟处于什么状态仍然不能确定。D、宇宙学的进展在物理学研究深入发展的同时,人们也在力求对时空大尺度上,即从整体上认识宇宙。宇宙的起源、结构和演化都是人们关心的课题。物理学与高科技的结合,创造了口径相当于25米的巨型光学望远望、空间X射线和红外线望远镜以及地域甚大的天线阵列射电望远镜,这不仅使人们观测宇宙的窗口从红外、可见光一直延伸到X射线和γ射线整个波段,还使观测宇宙的时空尺度伸展到了170亿光年。如今,在人类面前,已展现出一幅生动壮丽的宇宙画面。以现代高能粒子物理与广义相对论为基础建立起来的理论宇宙学,已能从理论上描述出从原始火球大爆炸,到星系形成和演化的整个过程。大爆炸模型已经由现代天文学的观测,如河外星系谱线红移、3K微波背景辐射以及氦丰度等得到了一定的证实。与此同时,在解决这一模型自身的问题,如视界问题、平坦性问题和磁单极问题等的过程中,与高能物理真空相变理论相结合,又发展成更为完善的暴胀宇宙模型。虽然具有暴胀机制的大爆炸模型为宇宙学的发展奠定了基础,然而随着量子引力理论的发展,有关量子宇宙学的一系列更深层次的问题,如宇宙时空拓扑结构、基本耦合常数的真空参数问题、宇宙常数的动力学解释等,又引起了更新一轮的激烈争论。这场理论研究的重要进展的源头,即把世人的目光从一般天体引向宇宙整体的就是哈勃定律的建立。哈勃定律与膨胀的宇宙研究表明,宇宙的年龄、演变及结局,在很大的程度上决定于它的膨胀速率。对宇宙膨胀的观测大体分成两个方面,这就是测定星系的运动速率与测定地球到星系的距离。前者关系到宇宙的形成模型及有关理论的发展,而后者则是估算天体亮度、质量和大小的重要依据,然而无论哪一种,都取决于哈勃常数的测量。哈勃常数已成为近代宇宙学中最重要的基本常数之一。20世纪初,几台口径1米的大型望远镜陆续建造成功,它们为河外星系的系统观测创造了条件。美国天文学家哈勃(Hubble,EdwinPowell1889~1953)在这种条件下,为现代天文学与宇宙学做出了重要的贡献。哈勃1910年毕业于芝加哥大学天文学系,后到英国牛津大学读书,在那里获得法律学硕士学位。1914年至1917年在耶基斯天文台攻读天文学博士学位。第一次世界大战期间,曾在法国服役,战后在威尔逊山天文台从事星系的观测研究。当时的威尔逊山天文台已建成100英寸的天文望远镜。利用这台望远镜,哈勃把观测的目标集中在他所称的“一片片的亮雾”之上,这就是星云。与哈勃同时代的一些天文学家也在对这些星云做了大量的观测工作,例如在里克天文台工作的美国天文学家柯蒂斯(Curtis,HeberDoust1872~1942)致力于河外星系的研究,他借助对新星的观测及利用星系角大小估算距离,认为所观测到的绝大部分星云都属于河外星系。热衷于星系观测与研究的还有美国天文学家沙普利(Shap-ley,Harlow1885~1972),他曾任美国哈佛大学天文台台长,1915~1920年间,曾用威尔逊山天文台100英寸望远镜研究旋涡星云,他利用勒维特(Leavitt,HenriettaSwan1868~1921)发现的造父变星作为量天尺,确定了这些星云的距离,认为它们大约距太阳5万光年左右,应该属于银河系,因此将银河系的尺度扩展到原有的3倍。沙普利还第一个提出,太阳系不处在银河系的中心,虽然他把太阳从银河系的中心地位赶了下来,却又把银河系放到了宇宙的中心之上。柯蒂斯的看法则不同,他认为宇宙中充满着大量的像银河系那样的恒星系统。1920年,在美国国家科学院,柯蒂斯与沙普利的两种不同观点正式交锋,虽然在这场论战中柯蒂斯占了上风,却并未有得出公认一致的结论,直到三年后,哈勃给出的观测事实,才使上述论战有了决定性的结果。1923年,威尔逊山天文台建成了5米口径的天文望远镜,哈勃利用它在仙女座星云外缘找到一颗造父变星,根据其光变周期与光度之间的关系,他推断出该星的距离为15万秒差距(实际为80万秒差距),比沙普利的银河系要大得多。这表明,仙女座大星云是一个河外星系,从而结束了河外天体是否存在的辩论,使天文学家的研究领域迈出了银河系。与哈勃同时代的另一位天文学家斯里弗(Slipher,VestoMelvin 1875~1969)也对星云研究感兴趣。他对星系光谱做了大量的观测。1921年,他首先把多普勒-斐索效应用于仙女座大星云,发现所观测到的星系光谱波长大多比实验室观测到的要长,这表明,这些星云都在远离地球退行,其退行速度大大地高于恒星的视向速度。 1929年,在同行们研究成果的基础上,哈勃仅以24个已知距离星系的观测资料为依据,做出了速率-距离的关系图。图中显示速率与距离值成正比,即vr=H0r,vr为星系对银河系的视向速率,上式即为哈勃定律,式中的常数H0就是哈勃常数,由这一常数得到的宇宙年龄H0-1=84×108年,该值恰与当时用散射方法观察到的地壳中古老岩石年龄8×108年惊人地一致,哈勃的结果,很快地得到认同。哈勃的这一结果,不仅证明了整个宇宙处于膨胀之中,而且这种膨胀速度与距离r成正比,因而既是处处没有中心又是处处为中心的。为了扩展观测的范围,需要能观测到更为遥远星系团中的星系。由于工作量的骤增,哈勃开始与赫马逊(Huma-son,MiltonLaSalle1891~1972)合作。哈勃负责测量星系的亮度,赫马逊负责测量红移量。赫马逊并非科班出身,最初只是威尔逊山天文台的一位看门人,工作之便使他热爱上了天文学,在为别人假期代班的天文观测中,显示了他出众的才华和娴熟的观测技巧,不久即正式投入天文学研究。在哈勃去世后,他继续了哈勃的天文观测事业,1956年,他又与其他人合作,利用观测到的资料,改进了哈勃定律,因而与勒梅特和盖莫夫的大爆炸理论取得了一致。哈勃常数值修正的三次高潮从原理上看,似乎哈勃常数的测定是简单的,即只要测出星系距离与退行速率,即可由哈勃定律得到哈勃常数。然而在实际上并非如此,星系的速率可以直接从谱线红移获得,可是距离的测量却是既困难又复杂的。对于1000万光年以内附近星系的距离,天文学家们的测量结果都比较一致,这种测量以造父变星为量天尺进行。1908年,在哈佛天文台工作的勒维特在南非观测时发现,造父变星的亮度周期性变化,光变周期越长,平均亮度也越大。这一发现具有不寻常的意义,因为观察亮度变化的整个过程,就可以得到光变周期和视亮度,随后即可计算得到它的绝对亮度。再根据距离加大,视亮度递减的关系,即可由绝对亮度与视亮度之比,确定造父变星的距离。因此,把造父变星作为量天尺,利用三角视差法,逐步扩大测量范围,不仅可以量出银河系的大小,还能测量出各河外星系的大小和距离。在20年代,哈勃用造父变星证实了银河系以外还存在有其它星系以后,从30年代到50年代,哈勃与桑德奇(Sandage,Allen Rex 1926~)等人,又在附近星系中寻找更多的造父变星以确立更新的量天尺,为此做了大量的工作。他们成功地测量了十几个星系的距离,改进了确定哈勃常数的基础。最初的哈勃常数值为H0=550千米/秒/百万秒差距(以下单位略)。1936年,考虑到星际消光因素,哈勃常数被修定为H0=526。在最初,这一数值被认为是准确的,因为按H0-1得到的宇宙年龄恰好与当时的地质观测结果相一致。二战之后,利用造父变星为量天尺,使哈勃常数逐渐得到了修正。1952年,在威尔逊山帕洛马文天台工作的旅美德国天文学家巴德(Baade,Walter 1893~1960)掀起了哈勃常数修正的第一个高潮。这次高潮是由修改量天尺引起的。此时,帕洛马天文台5米口径天文望远镜建成并开始运转。巴德利用他的精确而系统的测量,不仅在仙女星座中找到了300个以上的造父变星,而且还发现恒星分为两种星族,每一星族都有自己的造父变星,它们只适用于附近星系,而原有哈勃定律所针对的则都是建立在第一星族基础上的造父变星。随着对造父变星周光曲线的修定,随着观测尺度的加大,必须更换原有哈勃常数测定中的量天尺。经巴德计算,遥远星系的距离比原来的估计值增加了一倍,哈勃常数将比原来减小一倍。1952年,巴德在罗马举行的第8届国际天文学大会上,宣布了他的结果,H0=260。哈勃常数修正的第二个高潮由哈勃的接班人桑德奇掀起。桑德奇是一位著名的实测天文学家,从1956年开始,他在帕洛马天文台对哈勃常数进行了系统的测量工作。在几年的时间内,他得到了600多个星系的数据,最大的红移量值达到Z=202,所得到的哈勃常数值为H0=180。在此基础上,桑德奇又对哈勃常数做了进一步的修正,他们再度更换量天尺并把观测范围进一步加大,此时原有确定距离的方法已不再适用,因为当星系距离达到了几百万秒差距时,望远镜已无法区分星系中单个的星,必须寻找代替造父变星做为新距离标准的“指示体”。他们通过天体的绝对星等和视星等的关系,先确定指示体的距离,再由指示体确定星系距离。他们认为能作为距离指示体的有,造父变星、HⅡ区、球状星云、超新星和椭圆星系等。1961年,桑德奇在美国伯克利召开的国际天文学大会上宣布,总估各种测量结果,哈勃常数值应在75与113之间,最或然值为H=98±15,一般可取为100。这一结果表明,宇宙的尺度要比人们早期预期结果远大得多。进入70年代以来,哈勃常数的测定日益受到天文学家们的重视,对它的测量方法也更加系统,测量的精度也日益提高,因而形成了哈勃常数修正的第三次高潮。然而,这次修正高潮之后,局面却日益复杂化。哈勃常数的各次测量值越来越多地接近高低两个值上。桑德奇和他的合作者塔曼得到的值是50,而德克萨斯大学的德瓦科列尔(de Vaucouleurs)的结果却是100,两个值的测量方法都是以造父变星为起点,其后选用不同距离的指示体进行的,结果竟然相差一倍,不仅出现了哈勃常数纷争的局面,也使人们在实际运算中,出现了任意选择的局面,有人选取50,有人选取100,还有人选择平均值75,虽然这些值的选取都具有权威性,但是仍无法最后判定哪一个最准确。目前,对哈勃常数做出裁决为时尚早,但是,从其它方面得到的佐证中,仍然可以提出带有倾向性的意见。根据哈勃常数值,宇宙的哈勃年龄应为t0=7×109年和t9=8×109年。然而宇宙的年龄还有其它的估算方法。一种方法是测量矿石中放射性元素的含量,根据其半衰期加以估算。对各种放射性元素综合测量的结果,所给出的宇宙年龄是1×1010另一种较为有效的方法是测定球状星团的年龄。根据球状星团的赫罗图,得出它们的年龄在(10~20)×1010综合这些从不同角度得到的估算结果,宇宙的年龄不超过200亿年,这表明取小值哈勃常数更符合实际。由于哈勃常数已成为近代宇宙学中最重要也最基本的常数之一,近年来,对它的研究已成为十分活跃的课题。正式发表的有关哈勃常数的论文已有数百篇。1989年,著名天体物理学家范登堡(Van den Bergh)为天文学和天体物理评论杂志撰写了一篇权威性论文①,它综述了截止到80年代末所有关于哈勃常数的测量和研究结果,最后认为,哈勃常数的取值应为H0=67±8。3.多余天线温度的发现1963年初,在贝尔实验室工作的年青物理学家彭齐亚斯(Penzias,Arno Allan 1933~)和射电天文学家威尔逊(Wilson,Robert Woodrow 1936~)合作,测量银河系内高纬星系的银晕辐射。他们所使用的射电望远镜原是用于接收人造卫星“回声号”回波用的大喇叭口天线加辐射计制成。他们还采用了当时噪音最低的红宝石行波微波激射器,并利用液氦致冷的波导管作为参考噪音源,因为它能产生功率确定的噪音以作为噪音的基准,使噪音的功率可以用等效的温度表示。由于当时的手头正好有一台35cm的红宝石行波微波激射器,他们就先在7cm波段上开始了天线的测试工作。彭齐亚斯和威尔逊的测量结果①表明,天线的等效温度约为7±3K,天线自身的温度为2±7K,其中大气贡献为3±3K,天线自身欧姆损耗和背瓣响应的贡献约为1K,扣除这些因素,最后得到,天线存在有多余噪音,它的等效温度约为5±1K。尽管他们采用了各种措施,把各种估计到的噪音来源尽量消除,这个多余噪音的等效温度值依然存在,它不仅稳定,而且均匀无偏振,在任何方向都能接收到。彭齐亚斯和威尔逊观测到天线多余噪音温度现象,带有一定的偶然性,因为实验并没有在理论的预言或指导下进行。然而可贵的是,他们重视观测的结果,忠实于原始资料,不但没有轻易放弃偶然观测到的现象,反而抓住它们一追到底。并想方设法挖掘观测事实背后的意义,这就使他们能不失时机地做出重大发现。在这一成功之中,更难能可贵的是贝尔实验室对实验工作的支持。这一当今最大的工业实验室,拥有数千名才华出众的科技工作者,他们在进行电话、电报技术发展与开发业务的同时,始终重视基础科学,特别是基础物理学的研究工作。它在世界通讯事业中起着中流砥柱的作用,在物理学的研究中,也取得了许多令世人瞩目的成果,例如,在天体物理学方面,1931年,贝尔实验室的电信工程师央斯基(Jansky,Kart Guthe 1905~1950)首先发现了来自银心的周期性噪音射电辐射,从此开创了射电天文学的新领域。这次彭齐亚斯与威尔逊的观测是贝尔实验室与国家射电天文观测台合作进行,贝尔实验室远见卓识地从人力、设备与资金上给予了大力支持,提供了当时世界一流的灵敏毫米波谱线射电望远镜、热电子辐射计、液氦致冷参照噪音源,为实验的成功起到了至关重要的作用。4.宇宙微波背景辐射的证实在与彭齐亚斯、威尔逊实验观测的同时,另一些人也在对同一目标搜寻着。他们是以迪克(Dicke,Robert Henry 1916~)为首的普林斯顿大学的一个研究小组,正在开展一项有关宇宙学的探索性研究。1941年,迪克从罗彻斯特大学获得博士学位。1946年前,他在普林斯顿大学物理系执教。迪克成名于他的一项重要成果——标量-张量场论的提出①。这一理论与爱因斯坦的引力理论并驾齐驱,也能成功地解释引力研究中的一些观测现象,以致在引力场研究中,谁是谁非还一时难见分晓。在60年代,随着宇宙学研究的兴起,迪克对伽莫夫的宇宙原始大爆炸理论产生了浓厚的兴趣。他曾设想,至今宇宙应残存有大爆炸的遗迹,例如宇宙早期炽热高密时期残留的某种辐射。他与他的合作者认为,这种辐射有可能是一种可观测到的射电波②。迪克建议罗尔(Roll,PG)和威尔金森(Wilkinson,DT)进行观测,还建议皮布尔斯(Peebles,PJE)对此进行理论分析。皮布尔斯等人在1965年3月所发表的论文中①明确指出,残存的辐射是一种可观测的微波辐射。叙述了极早期宇宙中重元素分解后,轻元素重新产生的图景。皮布尔斯后来在霍普金斯大学做过的一次学术报告中,也阐明了这个想法。1965年,彭齐亚斯在给麻省理工学院射电天文学家伯克(Burke,B)的电话中,告之他们难以解释的多余天线噪音,伯克立即想起了在卡内基研究所工作的一个同事特纳(Turner,K)曾提到过的皮布尔斯的那次演讲,就建议彭齐亚斯与迪克小组联系。就这样,实验上和理论上的两大发现由此汇合并推动事态迅速地发展起来。先是彭齐亚斯与迪克通了电话,随即迪克寄来一份皮布尔斯等人论文的预印本,接着迪克及其同事访问了彭齐亚斯和威尔逊的实验基地,他们在离普林斯顿大学只有几英里之遥的克劳福德山讨论了观测的结果之后,双方协议共同在《天体物理学》杂志上发表了两篇简报,一篇是迪克小组的理论文章《宇宙黑体辐射》②,另一篇是彭齐亚斯与威尔逊的实验报导《在4080MHz处天线多余温度的测量》③,虽然后一篇论文考虑到自己尚未在宇宙论方面做出什么工作,出于慎重,论文并未涉及背景辐射宇宙起源的理论,只是提到“所观察到的多余噪音温度的一种可能解释,由本期Dicke、Peebles、Roll和Wikinson所写的另一篇简讯中给出”,但是,两篇论文分别从理论与实验的不同角度表述的研究成果竟如此珠联璧合,不能不令人惊叹。两篇论文发表后,引起了极大的反响。人们意识到,如果能给出天线多余温度确实来自宇宙背景辐射的证明,这个成果对宇宙学的发展的影响将是不可估量的。根据理论分析,早期宇宙极热状态下的光辐射是处于热平衡状态下的,它应具有各向同性且热辐射能量密度分布遵守普朗克定律等特点。随着宇宙的热膨胀,宇宙逐渐冷却,残存的光辐射谱仍应保持普朗克分布。彭齐亚斯与威尔逊所检验到的辐射是否遵从这一分布,应是检验天线多余温度是否来源于宇宙背景辐射的一项重要标准。从1965年到70年代的中期的近十年时间里,不少研究小组相继完成了各种测试。迪克小组在2cm波段上得到了0±5K,夏克斯哈夫特和赫威尔在7cm上测得8±6K,彭齐亚斯和威尔逊在1cm上测得2±1K。然而3K黑体辐射的峰值应在1cm附近,为取得1cm附近的测量值,康奈尔大学的火箭小组和麻省理工学院的气球小组的高空观测结果是,在远红外区有相当于3K的黑体辐射。加州大学伯克利分校的伍迪小组用高空气球测出,在25cm到06cm波段,有99K的黑体辐射。至此,实验结果与理论已得到极好的符合,彭齐亚斯和威尔逊观测到的多余天线温度确实是宇宙微波背景辐射,这种辐射在宇宙各处的各向同性、无偏振、具有大约3K的黑体谱。这项成果对宇宙学的研究具有重大意义,为此,彭齐亚斯和威尔逊获得了1978年诺贝尔物理学奖。
写关于对天体的认识,看法,和有关数据的分析
浩瀚的宇宙魅力无穷,它吸引着无数的科学志士为之求索探秘。千百年来,人们为了认识天体和宇宙的奥秘,不屈不挠地探求着。伟大的波兰天文学家哥白尼有一句名言:“人类的天职是勇于探索”,中国古代诗人屈原说过:“路漫漫,其修远兮,吾将上下而求索”,可见探索天文知识是人类永恒的科学主题。 天文学是人类运用所掌握的最新的物理学、化学、数学等知识以及最尖端的科学技术手段,对宇宙中的恒星、行星、星系以及其它像黑洞等天文现象进行专业研究的一门科学它是一门集人类智慧之大成的综合系统。 天文学主要研究天体的分布、运动、位置、状态、结构、组成、性质及起源和演化。 随着天文学的发展,人类的探测范围由目测的太阳、月球、天空中的星星到达了距地球约100亿光年的距离,根据尺度和规模,天文学的研究对象可以分为:行星层次,恒星层次以及整个宇宙。 天文学的一个重大课题是各类天体的起源和演化。天文学和其他学科一样,都随时同许多邻近科学互相借鉴,互相渗透。天文观测手段的每一次发展,又都给应用科学带来了有益的东西。 天文学的研究对于我们的生活有很大的实际意义,对于人类的自然观有很大的影响。古代的天文学家通过观测太阳、月球和其他一些天体及天象,确定了时间、方向和历法。这也是天体测量学的开端。如果从人类观测天体,记录天象算起,天文学的历史至少已经有5、6千年了。天文学在人类早期的文明史中,占有非常重要的地位。埃及的金字塔、欧洲的巨石阵都是很著名的史前天文遗址。哥白尼的日心说曾经使自然科学从神学中解放出来;康德和拉普拉斯关于太阳系起源的星云说,在十八世纪形而上学的自然观上打开了第一个缺口。 牛顿力学的出现,核能的发现等对人类文明起重要作用的事件都和天文研究有密切的联系。当前,对高能天体物理、致密星和宇宙演化的研究,能极大地推动现代科学的发展。对太阳和太阳系天体包括地球和人造卫星的研究在航天、测地、通讯导航等部门中都有许多应用。
天体物理概论论文怎么写好写
写关于对天体的认识,看法,和有关数据的分析
直到:蜡烛A看起来也被点燃测出:蜡烛B到MN的“距离”。为了使“成的像更明亮”。不明追问。
怎么写,就是别人没写过得。
有真实感就可以了呀,认真一点。