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天体物理课程笔记

天体物理课程笔记
天体物理课程笔记

天体测量学

天体测量学主要研究如何精确测定天体的位置和运动,建立和维持基本参考系的坐标,确定地面点的坐标及提供精确的地球自转参数服务。目前的新发展有:

人造卫星激光测距(LSR)

甚长基线干涉测量(VLBI)

全球定位系统(GPS)

天体物理学的起源

天体物理学起源于古希腊。古希腊的天文学家们为天文学和天体物理学的发展作出了杰出的贡献。

恒星与恒星虽然相距遥远,但它们之间并不是真空。

在广大的星际空间中存在着星际气体、星际尘埃、各种各样的星际云、星际分子、星际磁场和宇宙线等,这些都统称为星际物质。

星际物质,特别是星际分子,也是现代天体物理的重要研究对象,近年来受到了越来越多的重视。

由几十亿乃至几千亿颗恒星和星际物质聚集而成的恒星系统称为星系,其尺度为几千光年至几十万光年。

银河系是一个普通的星系,其中包含了大约三千亿颗恒星,太阳只是其中一颗很普通的恒星。

银河系以外的星系统称为河外星系。大约有一千亿个以上的星系。

相互之间有一定力学联系的十几个、几十个乃至成百上千个星系聚集在一起组成的星系集团称为星系团。

目前已经发现了一万个以上的星系团。

由银河系、大、小麦哲伦星云、仙女座星系等四十多个大小不等的星系组成本星系团(Local group of galaxies)。

后发座星系团有上千个成员星系。

由若干个星系团聚集在一起构成的更高层次的天体系统称为超星系团。

本星系团、室女星系团、大熊星系团等五十多个星系团构成本超星系团(Local super cluster)。

地球——太阳系——银河系——本星系团——本超星系团——宇宙,构成了我们这个宇宙的结构。

行星-恒星-星系-星系团-超星系团,星际云、星际物质、星际磁场等等,宇宙中的天体具有各种不同的层次,每个层次又可细分为许多类。

天体物理学的任务是利用已知的物理规律对各种层次的天体的多样性作出统一的解释,弄清楚各类天体的结构及其演化规律。回答为什么宇宙会具有这样的结构,以及它的过去、现在和未来。

与其他学科相比,天体物理的特别之处在于,我们很难对研究对象作近距离的观测研究,也无法将研究对象纳入事先设计的实验。只能进行“被动”的远距离的观测。

天体物理的研究离不开观测。

从早期的肉眼观测,17世纪的光学望远镜到目前的射电望远镜及红外、紫外、X射线、γ 射线等各种波段的望远镜,从地面上的望远镜到人造航天器上的太空望远镜。

每一次观测手段的提高,都使我们对天体的观测更精确,对天体的认识更全面,也使新的发现不断出现。

第一章

天球: 坐标系与时间计量

1.1地球自转和天体的周日视运动

天球(天穹):

天球是一个假想的球。它是以观测者为球心,半径很大的球。以地球为中心的天球称为地心天球。以太阳为中心的则称为日心天球。

天体在天球上的位置,可以用球面坐标(如经纬度)来表示。如果再加上天体离开我们的距离,就给出了天体在空间的确定坐标。

天球上所有的恒星都在24小时(地球自转一周)内绕天轴旋转一周形成周日平行圈,因此所有的周日平行圈都是平行的

恒星离天极越近,周日平行圈的半径就越小,最大的周日平行圈就是天赤道。

北极星离北天极很近,所画的周日平行圈半径极小,几乎可以认为是不动的,因而被称之为北极星。

北极星不是固定的。南天极附近没有相应的南极星。

由于地轴的进动,天极不能固定在某一个位置,而是在天球上绕一小圆缓缓移动,大约26 000年移动一周。

现在的北极星为小熊座a,公元前3000年为天龙座a,公元14000年,织女星(天琴座a)将成为北极星。

1.2天球坐标系

决定天体在天球上的位置和决定地面上一点的位置所用的方法是相同的,都是采用球面坐标系。

在天球上选取两个互相垂直的大圆,称之为球面坐标系的基本圈。其中一个大圆相当于直角坐标系的X 轴,另一个大圆则相当于Y 轴。

通过天球中心与观测点作与该点重力方向平行的直线ZOZ′,Z 点正好在观测者头顶,称为天顶。对应点Z′则称为天底。

通过天球中心O 作一平面和ZZ′垂直,在天球上截出的大圆称为真地平。

通过北天极P 和天顶Z的大圆PZSZ′N称为天子午圈,它和真地平相交于点N 和S。靠近北天极P 的N点称为北点,和它相对的S 点称为南点。

观测者面向北时,右边距N、S 各900的点E 为东点,与之对应的W 点为西点。E、W 点正好是天赤道与真地平的交点。E、S、W、N 合称四方点。

通过天顶和东西两点的大圆ZWZ′E 称为卯酉圈。

每个观测点都有自己的天顶,真地平,子午圈和卯酉圈。

通过天球中心O 作一平面和地球公转轨道平面(即太阳周年视运动轨道平面)平行,称为黄道面,它和赤道面的交角(黄赤交角)约为23027′。

黄道面在天球上截出的大圆称为黄道。

黄道和赤道的相交点称为春分点和秋分点。

黄道上距春分点90 °且在赤道以北的点称为夏至点,与之对应的点称为冬至点。

黄道也有两个极,靠近北天极P 的黄极K 称为北黄极,靠近南天极P′的为南黄极K′。

1. 地平坐标系

取真地平为基本圈,基本轴为天顶与天底的连线。南点S为原点(也可取北点N 为原点),这样建立的坐标系称为地平坐标系。

天体M 的第一坐标为弧SM′,称为地平经度(方位角),记为A。从南点S起,分别向西(规定为正)和向东度量。由00到±1800。

E 点的经度为-900,W 点的经度为900。弧MM′为天体的第二坐标,称为地平纬度(或高度),记为h。由真地平向上为正,向下为负。从00 到±900。

地平坐标系比较直观。只要找到北天极,就可以确定地平坐标系的基本圈和基本点。

但是,地平坐标系显然与观测者的地理位置有关。每个观测点都有自己的基本圈和基本点。

由于天体的周日视运动,天体的地平坐标随时间在不断变化之中。

2. 赤道坐标系

取天赤道为基本圈,基本轴为天轴。基本点为春分点和秋分点,夏至点和冬至点。

天体M 的坐标为赤经a 赤纬d。赤经从春分点起算,由西向东度量,从00到3600,或者从0h到24h,换算关系为1h = 150,1m = 15ˊ,1s = 15〞赤纬从赤道起算,分别向北和向南,±900。

赤道坐标系没有地平坐标系那样直观。我们凭感官无法判断天赤道在天球上的位置,也无法判断春分点的位置。

但是,天体的赤道坐标与观测者的地理位置无关,对任何地点都是相同的。

并且,由于春分点随着天体一起作东升西落的周日视运动,天体的赤道坐标不会因为周日视运动而改变。

在天文学中更多使用的是赤道坐标系。

3. 黄道坐标系

取黄道为基本圈,基本轴为北南黄极的连线。基本点也是春分点。天体M 的坐标为黄经λ和黄纬β。

黄道坐标系主要用于描述太阳系天体的运动。天体在不同坐标系中的坐标可以互相转换。还可以取银河坐标系。

1.3天体的周日视运动

1. 不同纬度处的周日旋转

观测者位于地球两极(f = 900 )

天极P 与天顶Z 重合,天赤道与真地平重合。所有恒星的周日平行圈都和真地平平行,所有恒星都不升不落,且高度不变。

北极的观测者只能看到北半天球的恒星,南半天球的恒星完全看不到;

观测者位于地球赤道(f=00 )

北天极P位于真地平的北点N,南天极Pˊ位于真地平的南点S。天赤道通过天顶Z。所有恒星的周日平行圈都和真地平垂直。

全天的恒星都可以看见。每天有12小时看得见,12小时看不见。

观测者位于两极和赤道之间(00 < f< 900 )

天轴和地平有倾角f,恒星的周日平行圈和地平有倾角900 – f。

当观测者在北极附近时,北天极P 靠近天顶Z,周日平行圈和地平的交角很小。能看到的南天恒星很少。

当观测者向赤道方向移动时,天极P 的高度逐渐下降,周日平行圈和地平的交角逐渐增大,可以看到的南天恒星也逐渐增多。

2. 永不落的天体和永不升起的天体

设观测者位于地球北半球,纬度为f。以北天极P 为中心,PN 为半径画小圆,则所有在球帽PN 内的天体永不下落,因为它们的周日平行圈始终位于地平之上。

以南天极P′为中心,P′S 为半径画小圆P′S,则所有在球帽P′S 内的天体永不升起,因为它们的周日平行圈始终位于地平之下。

在小圆PN 和P′S 之间的天体,周日平行圈的一部分在地平之上,另一部分在地平之下。所以有升有落。

天赤道以北的天体,周日平行圈的大部分位于地平之上,所以每天在地平线以上的时间超过12小时。每天从东北方升起,在西北方落下。

天赤道以南的天体情况正好相反,所以每天在地平线以上的时间少于12小时。每天从东南方升起,在西南方落下。

对于天赤道上的天体,由于地平面平分天赤道,所以周日平行圈的一半位于地平之上,一半位于地平之下。

天体有12小时在地平之上,12 小时在地平之下。每天从东点升起,在西点落下。

1.4时间的计量

时间是物质运动延续性的度量。

恒星时

春分点连续两次通过某观测地子午圈的时间间隔称为一个恒星日。这种由春分点的周日视运动确定的时间计量系统称为恒星时计时系统。

恒星时只在天文工作者中使用。在日常生活中,自古以来都是用昼夜交替,即太阳的周日视运动来计算时间的。也就是太阳时。

太阳两次通过子午圈的时间间隔称为一个真太阳日。一个太阳日包括了地球自转和公转的效应。

太阳日要比恒星日稍长。相差约4 分钟

太阳在黄道上的运动不是均匀的,因此真太阳日的长度不是固定的,不宜作为计量时间的单位。

假设一个在黄道上作匀速运动的辅助点,其运行速度等于太阳在黄道上的平均速度,并且和太阳同时经过远地点和近地点。相当于把地球的公转匀速化。

在天赤道上引入作匀速运动的第二辅助点,其运行速度和黄道上的第一辅助点速度相同,并且同时通过春分点。

这第二个辅助点称为平太阳,它在天球上的运动是均匀的。

由此决定的计时系统称为平太阳时,简称平时。日常使用的就是平时。

地球上不同地理经度的两点有各自的子午圈,因而得到的时间也不同。

恒星时、真太阳时或平太阳时具有地方性,称为地方时。

按平太阳计量得到的时间就称为地方平时。

英国的Greenwich 为地理经度的起算点(本初子午线),因此,Greenwich 的地方时被称为世界时。

为了日常使用方便,1884年采用加拿大铁路工程师Fleming 的建议,将整个地球分为24个时区,每150为一个时区,时差为1小时。同一时区使用同一时间,称为区时。

平太阳在天球上作周年视运动,连续两次通过春分点的时间间隔称为一个回归年。一回归年的平均长度为365.2422 平太阳日。回归年长度短于恒星年。

年和日之间不是简单关系。这给制订历法带来了困难。公元前46年罗马最高统治者儒

略·凯撒邀请在亚历山大的希腊天文学家索西琴尼制定新历,称为儒略历。但儒略历误差较大,到1582年,春分点已经提前到3月11日。

1582年教皇格里高利13世采纳意大利医生利里奥的改历建议,将当年10月5日到10月14日一笔勾销。改革后称为格里历,即目前通用的公历,一年分为12个月,平年365天,闰年366天。每4年置1个闰年,但在400年中要去掉3个闰年。400年的平均年长度为365.2425日。经过3300多年后和回归年相差一天。

恒星时或平太阳时是建立在天体的周日视运动基础上的。而天体的周日视运动是地球自转的反映。

观测表明,地球的自转不是均匀的。由此建立的地方平时也不是均匀、准确的。

科学技术的发展需要更加稳定、精确的时间计量系统。

历书秒的秒长规定为1900年1月0日12时的回归年长度的1/31556925.9747,86400 历书秒定义为1历书日。从1960年起采用。历书时以地球公转为基准。

原子时的秒长定义为海平面上銫原子Cs133基态在零磁场下的跃迁辐射9192631770Hz 所经历的时间。

由此建立的计时系统即为原子时,1972年1月1日0时启用。并追溯到1958年1月1日0时。

第二章

测量:天体信息的获取

2.1 天体信息的获得

1. 电磁辐射

电磁辐射也就是电磁波。目前绝大部分的天体信息通过这一渠道获得。

电磁辐射的频谱范围很广,从波长最短的g 射线,到可见光,再到波长很长的微波、射电波等都属于电磁辐射。

宇宙空间中的大量电磁辐射给我们提供了最多、最详尽的有关天体的各种信息。

望远镜简介

望远镜最重要的性能指标一是通光口径,二是分辨率。

口径越大,收集到的光越多,看得就越远。分辨率越高,看得也就越清楚。

折射望远镜

折射望远镜使用透镜作为物镜。由天体来的平行光经透镜折射后在焦平面上成像。由凹透镜作目镜的称Galileo 望远镜;由凸透镜作目镜的称Kepler 望远镜。因单透镜物镜色差和球差都相当严重,现代的折射望远镜常用两块或两块以上的透镜组作物镜。由于加工技术限制和吸收严重,折射望远镜口径不能太大。

反射望远镜

反射望远镜使用反射镜作为物镜。可分为Newton望远镜、Cassegrain望远镜、Gregory 望远镜、R-C望远镜和折轴望远镜几种类型。反射望远镜的主要优点是不存在色差。反射望远镜的相对口径可以做得较大。现代大型望远镜都采用这种类型。

折反射望远镜

折反射望远镜由折射元件和反射元件组合而成。主镜为球面镜,用于成像。透镜用于改正像差。折反射望远镜的特点是相对口径很大,光力强,视场广阔,像质优良。

2. 中微子

天体不仅辐射电磁波,还发射大量的中微子。

中微子是1932年Pauli 在研究b 衰变时提出的一种不带电的粒子,Fermi 建议命名为

Neutrino,意思是微小的中子。

目前已经知道,中微子有n e n m n t 以及相应的反粒子。可能有很小的质量。

中微子的特点是与一般物质的相互作用极弱,几乎可以毫无阻碍地穿越任何物质,很难捕捉。对中微子而言,任何物质几乎都是透明的。在恒星内部产生的中微子可以立刻逃逸出去,因此携带了丰富的关于恒星内部的信息。每时每刻都有大量的中微子穿过我们的身体。

由于中微子与物质的相互作用极弱,一经产生,就一直存在。因此宇宙中存在有大量的中微子,它们携带了关于宇宙演化的丰富信息。1987年大Magellan 星云中的超新星1987A 爆发时,地球上的有关实验室探测到了相应的中微子,由此诞生了中微子天体物理学。

3. 引力波

Einstein 在1916年建立广义相对论不久,就预言了引力波的存在。近四十年来,有许多国家的科学家(包括中国)致力于探测引力波的工作,至今尚未有肯定的结果。

引力波的辐射强度极弱,对于两个质子组成的旋转体系,其辐射的引力波强度只有相应电磁辐射的1/1037,因此,探测非常困难。

双星系统可能是一个引力波辐射源。对脉冲双星的观测发现,旋转周期变短与引力波辐射能量导致的周期变短一致。

4. 宇宙线

来自宇宙空间,由各种高能粒子组成的粒子束流称为宇宙线。宇宙线主要由质子(氢原子核)、a 粒子(氦原子核)和少量其他原子核以及其他高能粒子组成。

宇宙线中有能量极高的粒子,远远超出任何加速器所能达到的能量。宇宙线可能来自银河系,也可能来自银河系外。由于宇宙线高能粒子会与大气中的粒子发生复杂的相互作用,宇宙线观测站往往要设在高山上。如西藏羊八井宇宙线观测站。

5. 其他途径

除了以上几种获得天体信息的主要方式外,我们也可能通过掉在地球上的天体—即陨石来了解天体的有关性质。

2.2 星等

由于人的眼睛对亮度的感受和耳朵对声音的感受类似,服从的是对数规律,即满足公式m2– m1 = a (lgE2– lgE1)

其中m 为天体的视星等,E 为天体的照度(亮度),a 为比例系数。

按照现代测量结果,一等星比六等星的实际亮度正好大100倍,可以求出

1 – 6=a(lgE1– lgE6)=alg100=2a, a=-2.5

规定,一标准烛光在一米处的照度(即1勒克斯,一般看书时的照度以30-100勒克斯为宜),其相应的视星等为-13m.98。

天体的视星等不仅取决于它自身的亮度,也与它的距离有关。天体的照度、发光强度和距离满足下列平方反比关系E = I/r2

视星等和距离的关系可以表示为m = -2.5lgI +5lgr

视星等反映的是我们接收到的天体照度,而不是天体的实际发光强度。不同的天体可以有相同的视星等。为了反映天体的实际发光强度,我们定义天体的绝对星等M 为天体位于10秒差距(pc) 时的视星等m。即当距离r = 10pc 时,M = m。因此有M = m + 5 - 5lgr 绝对星等和视星等之差为距离的函数。

不同的探测器在不同的频率处有不同的灵敏度。我们谈及天体的星等时,必须注明是在什么波段,天体在不同波段的星等数是不同的。其差称为色指数。色指数反映了天体的颜色。

人的眼睛对黄绿光最为灵敏,用目视方法得到的称为目视星等,记为m v。用照相底片测光得到的称为照相星等,记为m pg。有时照相机前加滤色镜以接近人眼的灵敏度,由此得

到的叫做仿视星等,记为m pv。

现在通用的是UBV 三色星等系统。有效波长分别是365nm、445nm、550nm。(B-V)和(U-B)称为色指数,反映了恒星的颜色。

2.3 恒星的光谱分类

正常恒星的光谱是由连续光谱和叠加在上面的发射线或吸收线组成的。恒星光谱的差别决定于恒星的速度、有效温度、表面重力加速度、元素丰度、磁场等。

黑体辐射:峰值波长由温度决定

2.4 恒星的距离和大小

1. 视差

观测者在两个不同位置看到同一个天体的方向之差称为视差。测量出天体的视差,就可以确定天体的距离。

测定太阳系内的天体视差时,我们以地球半径作为基线,即取a 为地球半径,所测视差成为周日视差。测定恒星的视差时,通常以日地平均距离A 作为基线,所测视差称为周年视差。

2. 分光视差法

所谓分光视差法是利用分光技术获得恒星光谱,根据恒星一些谱线的强度比、宽度及其他特征来推知恒星的绝对星等M,通过恒星光度测量得到恒星的视星等m,然后通过前面给出的星等和距离之间的关系M = m + 5 - 5lgr就可以得出恒星的距离

由于星际消光对m 和M 的测量都有影响,因此用此法测量恒星距离时,必须计及星际消光的修正。这是一个很复杂的问题。

3. 变星测距

三角视差法对100pc 以内的距离测量才是比较精确的,因为小于0".01 的视差很难测量。分光视差法也只对105pc 以内的距离测量有意义。对于更远的距离,必须用别的方法。对于造父变星这样的变星,它的光度和光变周期之间有一个确定的关系,称为周光关系。由测得的光变周期可以求出该星的绝对星等,再测得视星等即可求出距离。往往利用这种方法求河外星系的距离。

根据观测发现,对于经典造父变星存在关系:M = -1.80-1.74lgP

其中P 为周期(天为单位), M为绝对星等。

4.恒星的大小

恒星的大小即恒星的直径也是恒星的基本参量之一,显然恒星直径的测量比恒星距离的测量更加困难。测定恒星直径通常用如下几种方法。

利用恒星干涉仪测出恒星的角直径,然后由距离求出其直径。

对于食双星,可以利用食时亮度的变化求出其直径。

利用月掩星法可以求出部分恒星的直径。

利用光斑干涉测量可以求出恒星的角直径。

还可以通过Stefan 定律L=4psR2T4, 由恒星的光度和表面温度求出其半径。

恒星的大小千差万别,但大部分恒星的半径位于太阳半径的0.01~100倍之间。一般而言,恒星半径的数据并不是很可靠。

2.5 天体的质量

质量是天体的重要参数之一。恒星的质量是恒星结构和演化的决定性因素,它决定了恒星演化的最终命运。确定恒星质量的基本方法是利用物理双星的轨道运动通过万有引力定律确定。大部分恒星的质量在太阳质量的1/10到100倍之间。

对于双星系统,彼此作互绕旋转运动。利用万有引力定律,可以计算出双星系统的周期 P 与轨道半长径 a 之间的关系.

要分别求出 M 1 和 M 2,还必须设法求出两星的质量比。这可以通过测量双星的光谱的红移,确定视向速度及相对质心的轨道长度比,进而确定两星的质量比。

还可以利用恒星的质光关系来求恒星的质量。

lg (L/L ⊙) = 3.8lg (M/M ⊙) + 0.08

星系的质量

星系的质量可以用旋转曲线的方法来确定。对于双星系也可以利用 Kepler 定律确定(和确定恒星质量类似)。

不同方法得到的星系质量有较大的差异,引力质量要大于光度质量。这揭示有大量暗物质存在。按目前的认识,普通物质只有暗物质的1/6左右。宇宙中更多的是暗能量(占总量73%)。

2.5 天体的年龄

天体年龄的确定是一个很有意思的问题。恒星的能量主要是由氢聚变为氦时放出的。当核能源被用完后,恒星也就进入死亡期了。实际上,当其核心的氢有10% - 20% 聚变为氦时,恒星就进入老年期了。粗略的估算给出恒星的寿命约为t = M/L ×1010(年)= M/L (100亿年) 其中 M 为恒星质量,L 为恒星光度,都以太阳的质量和光度为单位。

根据质光关系 L ~ M a 可得 t = (M ⊙/M)a-1 (100亿年)

其中 a 为 3 或 4。因此,质量越大的恒星,光度也越大,其演化速度就越快,寿命也就越短。因此,一颗质量为 10 倍太阳质量的恒星,其寿命只有几千万年。而小质量的恒星其寿命则长得惊人。

第三章

太阳——地球生命的能量来源

3.1 太阳概述

2. 太阳常数和太阳光度

太阳每时每刻都在不停地向周围空间发射巨大的能量。通常用太阳常数,即在单位时间内垂直入射地球表面上单位面积的能量,以 f 表示。这个量是可以直接测量的,但要考虑

到大气的吸收。它的值为f = 1.37×106 erg/s ﹒cm 2= 1.37 千瓦/米2

地球到太阳的距离为一个天文单位,由此可得太阳光度( L ⊙ = 4pAu 2f )

L ⊙ = 3.845×1026 瓦 (地球接收: 1.75×1017 瓦)

太阳辐射的能量主要集中在可见光波段,其中 300nm ~ 3000nm 波段占97%左右。由太阳光度可以求得太阳表面温度。由 Stefan 公式L ⊙ = 4pR ⊙2sT e 4

可以得到T e = [L ⊙/4pR ⊙2 s ]1/4 = 5800 K

太阳的光谱型为 G2V ,是颗黄色矮星。太阳的目视星等为 V = -26m .74,绝对星等为 M

V = 4m .83。

3. 太阳大气分层

太阳大气大致可以分为光球,色球和日冕。各层的物理性质有显著的差别。

太阳大气的最底层称为光球,在这一层上太阳发射出它的全部能量。光球的厚度约为100至500公里。

光球之上厚约1500至2500公里的部分称为色球层。色球是比较稀薄和透明的气态物质。 太阳大气的最外层是日冕,它由极端稀薄的气体组成,可以绵延数万公里到几十万公里。日冕的温度极高。

光球

光球是紧贴着对流层,物理上很重要的一层。光球把在日核产生的能量直接发射到周围空间,在光球之上就不再受到进一步的显著吸收和散射。我们看到的可见光几乎全部是从光球发出的。

光球并不是光滑的,如果用大望远镜仔细观察,可以发现其整个表面有颗粒状结构,称为米粒组织和超米粒组织。这是对流造成的一种振荡现象。对太阳震荡的研究是目前太阳物理的前沿领域。

色球

色球层只有在日全食时才能观察到。当月球刚好完全遮着眩目的光球时,可以看到边缘有一条红色的圆弧,好象太阳镶上了一条花边。即为色球。色球层的边缘看起来很光滑,但高分辨率的观察可以发现上面有许多所谓的针状物,这是一些高速喷射的气流,象一条条火舌。

利用滤波器,拍摄太阳的单色像,如H a 线,就可以在无日食的时候观测色球。

日冕

日全食时,在色球层之外可以看到包围着圆形月影的银白色冕状物,就是日冕。

日冕是太阳大气的最外层,也是最厚的一层。由高温、低密度的等离子体组成。日冕的温度非常高,可达200万K。

日冕的物质非常稀薄,越往外就越稀薄。比地球上实验室能达到的高真空还要稀薄。

日冕的最外面没有明显的边界。在最外面,太阳的引力抗衡不了日冕的大气压力,物质就被抛射出去,形成太阳风。

太阳大气的分层不是绝对的,也没有明显的界限。在太阳大气中,物质运动非常激烈。可以在其中观察到太阳黑子,光斑,谱斑,耀斑,日洱爆发等现象。

3.2 太阳的结构

1. 太阳的结构

太阳的质量很大,为地球的33万倍。在其自身引力作用下,太阳物质向核心集中,中心温度很高,可达1500万度以上。因而使得氢聚变为氦的热核反应得以稳定持续地进行。太阳中心到半径约R

/4的部分称为日核,这里集中了太阳全部质量的一半以上。密度达到158 g/cm3,压力达2500亿个大气压。

太阳辐射的能量99% 是在日核通过热核反应产生的。日核外面为中介层或辐射层,范

围从R

⊙/4~4R

/5,在太阳核心区域产生的能量就通过这个区域辐射出去。

当核心区域产生的高能光子从核心向太阳表面传播时,经过与太阳物质无数次的激烈碰撞、吸收和再发射,从开始时的高能γ光子,逐步降低能量变成X 射线、紫外线,最后变成可见光和其他辐射。

辐射层的外面是对流层,在这里能量主要靠对流向外传输。对流层及以下各层是看不见的,是不透明的。

对流层的外面,我们肉眼可见的太阳边缘就是光球的上限。我们看到的可见光几乎全部都是从光球发射出的。

太阳中心的温度和密度极高,在如此高的温度和密度下,辐射与物质的相互作用非常激烈,光子每走一小步,都要经过剧烈的碰撞、吸收和再产生,平均自由程极小,只有几厘米,几乎是寸步难行。

光从中心走到表面可能需要几十万甚至几百万年的时间。因而是高度不透明的。这也说明了为什么我们无法看到太阳的内部。

3.3 太阳活动

太阳活动是太阳大气层里一切活动的总称。太阳活动主要有太阳黑子、光斑、谱斑、耀斑、日洱爆发和太阳射电等现象,它引起太阳电磁辐射和粒子流辐射随时间发生变化。

太阳物质处于高温等离子态,太阳的物态、运动和演化都与太阳磁场有密切关系,太阳活动的许多现象都直接受太阳磁场的支配。利用谱线在磁场中分裂的Zeeman 效应可以测出磁场强度。

太阳黑子

太阳黑子是最容易观测到的太阳活动现象。

黑子是光球上经常出没的暗黑斑点,由较亮的边框(称为半影)围绕着暗核(称为本影)组成。黑子常成对或成群出现,一个黑子群可以有几十个黑子,大黑子周围还有许多小黑子。

黑子的线度大小为1000公里到20万公里不等。大黑子有复杂的结构,其本影可以有好几个。黑子寿命从可从几个小时到几个月。

黑子的表面有效温度约为4100K,比周围区域要低1700K,因而看起来是黑的。如果在黑暗的背景下,一个典型黑子的视星等约为m v ~-12m, 即约为满月的一半那样亮。

黑子单位面积辐射的能量仅为光球的(4100/5800)4≈1/4。黑子具有很强的磁场,大致在1000 Gauss 到5000 Gauss 之间,黑子面积越大,磁场强度也越大。

黑子数的统计表明,黑子数的出现平均具有11年的周期变化。

在一个新的周期开始时,黑子多出现在高纬度区,然后逐渐向低纬度区移动。在周期末,黑子出现在赤道附近。

若以纬度、年代为轴作一个图,则黑子的分布象一只只蝴蝶,称为Maunder 蝴蝶图。

观测黑子可以发现,黑子每天在日面上的位置不同。这一现象首先于1610年被Galileo 发现,他认为这表示太阳有自转。这一看法被以后的研究证实。进一步观测发现,不同纬度处的转速不同,赤道处转速最快,两极处转速慢。因此,太阳不可能是固体球,它是一个气体球。

黑子的成因现在还不完全清楚。但一般认为和磁场有关。可能是因为磁场抑制了对流,或者Alfven 波带走了能量,使得黑子能量降低,从而使黑子冷却。

耀斑

太阳耀斑是太阳上观测到的最复杂的现象之一,也是太阳上最剧烈的活动现象,对日地空间和地球有重大影响。对耀斑的研究一直是太阳物理中的前沿热门课题。

在太阳的H a(656.28nm)或者电离钙的H(396.85nm)、K(393.37nm)线的单色像上面有时会看到一个亮的斑点突然出现,几分钟甚至几秒钟内斑点的面积和亮度增加到极大,然后缓缓减弱,以至于消失。这种突然出现而后又消失的亮斑称为耀斑。

耀斑现象也叫太阳色球爆发,是太阳大气中的一种急骤不稳定过程。引起局部区域的瞬时加热和各种电磁辐射及粒子辐射的突然增强。有光学耀斑和X光耀斑。耀斑很少在白光中看到。耀斑的寿命很短,平均约4-6分钟。但释放的能量惊人,可达1029-1032erg。一个大的耀斑释放的能量相当于10亿颗氢弹的能量。

耀斑的出现概率和黑子有很大关系,在黑子的极大年代,耀斑活动最为激烈,随着黑子数趋于减少,耀斑活动也逐渐减弱。

耀斑通常还伴随着太阳X射线辐射和太阳射电辐射的瞬时增强。耀斑通常只出现在太阳的强磁场区。多数是在黑子群里。耀斑的产生常常是由于黑子的快速生长或衰减,黑子的运动等等。

目前对耀斑已经有了非常丰富的观测资料,但对于耀斑能量的储存、触发、释放和传输等机制还不是很清楚,还需要进行深入的研究。一般认为,耀斑与太阳磁场有密切关系,其释放的巨大能量可能来自磁场。

日洱

用单色光如H a观测日面时,常常在其边缘明亮的突出物(有点象将石头仍进水里溅起的水花),称为日洱。

日洱具有不同的形状和运动特性。投影在日面上的日洱称为暗条,其长度可达100万公里,寿命可持续几个月。

按照日洱的外观、结构和运动性质等可将日洱分为宁静日洱、活动日洱和爆发日洱。但这种分类不是绝对的,实际情况往往非常复杂,有时很难确定究竟属于哪一类。

太阳射电爆发

太阳射电爆发是太阳上的发生的一种急剧的射电辐射过程,也是一种复杂的太阳活动现象。它常常与太阳耀斑、太阳X射线爆发等现象共同发生。大的射电爆发强度可在短时间内突然增强到平时的几百万倍,爆发的持续时间从少于1秒到几个小时或者几十个小时。

大的射电爆发常常使地球的电离层受到干扰,严重时可使地面短波通讯、卫星通讯中断,并引起地球磁爆等地球物理现象。

3.4 日地关系

一. 太阳活动的地磁效应

地球磁场的方向和大小在不断地变化起伏,一种是非常缓慢的长期变化,这是地球自身的变化。另一种是瞬时的变化,这是外界对地球的扰动所致。由太阳活动引起的地球高层大气中的各种扰动称为地球暴。

1. 磁暴

地球磁暴即地球磁场的剧烈变化。早在1850年就发现,地磁的变化同太阳活动11年周期有关。1943年发现,较大耀斑的出现同地球上磁暴的发生有密切关系。在太阳活动剧烈时,太阳抛射出的大量带电粒子到达地球时引起地磁的急剧变化。磁暴与太阳射电爆发也有密切关系。磁暴发生时对测量、导航、通讯等都会带来不利的影响。

2. 极光

在地球的极区,在晚上甚至在白天常常可以看到太空中闪耀着淡绿色或红色和粉红色的弧光,称为极光。极光的出现是由于大气中的氧分子和氮分子受到太阳发出的高能电子和质子的激发而出现的发光现象。当这些粒子进入地球附近时,由于地球磁场的影响而向两极方向集中,因而产生极光。极光是非常美丽的景象。

二. 太阳活动的电离层效应

在距离地面60 公里到几千公里存在着能反射无线电波的处于电离状态的大气,即电离层。可分为D 层(60-95 公里)、E层(95-140公里)和F层(140公里以上)。短波的传播是依靠电离层的反射。当太阳活动剧烈时,太阳耀斑的X射线使 D 层的电离度急剧增加,使得吸收大大增强,因而造成短波衰减。甚至造成大面积地区的通讯中断。

三. 太阳活动与气象等地球环境的关系

太阳活动如黑子、耀斑等对地球上的雨量、气温、气压、大气环流等都有一定的相关性,但比较复杂。不同地区(如极区和赤道)有不同的相关性。而且一段时间后可能发生相关倒转。太阳活动对地震也有一定的影响。已经知道地震的发生和地磁暴有一定的相关性,而地磁暴与太阳活动有密切关系。太阳活动与火山爆发、旱涝灾害等也有一定的相关性。这些问题仍处于探讨之中,尚未有肯定的结果。

四. 太阳活动对生物的影响

研究表明,人的神经系统对太阳活动敏感。当太阳黑子增加时,神经系统的功能状态会发生变化,对信号的反应时间延长。因此,在太阳活动剧烈的时间,交通事故可能会增加,心脏和精神病患者的病情可能会加重。另外,统计表明,太阳活动也影响某些传染病的发病率。病虫害的发生则往往是在太阳活动的极小年。

3.5 太阳系

二. 地内行星

地内行星总是在太阳前后徘徊,与太阳的角距离不超过一定范围。只可能在日出前的东

方或日落后的西方天空出现。

当行星和太阳黄经相同时,称为行星合日。在太阳前为下合(b点),在太阳后为上合(a点)。合时,行星与太阳同升同落。

地内行星在上合后向东偏离太阳,于黄昏时出现在西方天空,成为昏星。

下合后则向西偏离太阳,于日出前出现在东方天空,成为晨星(启明星)。

当行星与太阳角距离最大时,称为(东、西)大距。此时最容易观测。水星的大距在180- 280 之间,不易观测。

如果下合时离黄道面非常近,从地球上可以看到行星象一个黑点从太阳圆面上掠过。这就是行星的凌日现象。

水星的质量约为地球的1/20,水星表面大气非常稀薄,温度变化极大。Einstein的广义相对论最重要的实验验证之一就是解释了水星的近日点进动。水星自转周期为公转周期的2/3,因此水星上的1天等于2年。

金星又叫启明星或长庚星。质量为地球的82%左右,是肉眼可见最亮的行星,最亮时可达-4.4m。金星表面被厚厚的大气包围,表面气压可达地球的90倍。金星的温室效应显著。金星自转很慢,为逆向自转,因此在金星上太阳将从西边出来。

三. 地外行星

在地球轨道之外的行星称为地外行星。也将水星、金星、地球和火星称为类地行星,而将木星、土星、天王星和海王星称为类木行星。地外行星轨道上的四个特殊点分别称为合、冲和东(西)方照。

合时行星与太阳同升同落,在地球上无法看到。冲时,行星与太阳位置相对。当太阳西落时行星东升,因此整夜可见。

东方照时行星中午升起,日落时位于中天附近,上半夜可见于西方天空。西方照时,行星子夜升起,日出时位于中天附近,下半夜可见于东方天空。

火星的质量约为地球的10%,火星也有类似的昼夜和四季交替变化,火星上大气稀薄,气压不到地球上的1%。火星表面温度和气候变化剧烈,经常发生持续几个月的大尘暴。火星自转周期比地球多半小时,而一个火星年差不多是两个地球年,687 天。

木星古称岁星,是太阳系中最大的行星,质量为地球的318 倍,体积为地球的1000 多倍。木星自转周期仅为9 个多小时,其自转速度是太阳系中最快的。公转周期12 年。彗木相撞使木星成为最著名的行星。

土星古称镇星。它是太阳系第二大行星。质量约为地球的95 倍,自转周期10小时多,公转周期为29.5 年。土星最显著的特点是有一个漂亮的光环和众多的卫星。其中土卫六上有很厚的大气,有人认为上面可能会有生命存在。

天王星质量约为地球的15倍,自转周期约17小时,公转周期84年。天王星的赤道面和轨道平面夹角近98度, 基本上是躺着旋转。

海王星是第一个先由理论计算出轨道位置,然后再用望远镜找到的行星。

具有足够质量、呈圆球形,但不能清除其轨道附近其他物体的天体被称为“矮行星” 。其余则统称为太阳系小天体。

四. 小行星

目前已经编号的小行星至少有6000 颗以上,总数估计有50 万颗以上。绝大部分位于火星与木星之间的小行星带和太阳系边缘的Kuiper 带中。其中比较著名的有谷神星、智神星、灶神星和婚神星。

由于小行星的质量小,容易受太阳和大行星的引力影响而改变轨道,因此与大行星相撞的可能性是存在的,尽管概率很小。

五. 彗星

彗星是太阳系的一类特殊成员,它们的轨道是偏心率很大的椭圆或者抛物线和双曲线,前者是周期彗星,后者是非周期彗星,一去不复返。

第四章

恒星:起源、结构和演化

4.1 Hertzsprung-Russell (H-R)图

恒星的光谱型和光度的关系图称为H-R 图

由于光谱型与表面温度或恒星颜色等价,所以H-R 图也指光度-颜色图或者光度-温度图。

可以选择一个星团或者一个星系来作H-R图,也可选择其他的组合来作H-R图。

大部分恒星分布在一条从左上角到右下角的对角线上。这条线称为主星序,位于主星序上的恒星称为主序星。

右上角的恒星称为红巨星,它们温度不高,但亮度很大,说明体积巨大。

左下角的称为白矮星,虽然有很高的温度,但由于体积很小,因此亮度很小,很难观测到。

由成千上万个恒星组成,被各成员星的引力束缚在一起的恒星集合称为星团。

星团可分为球状星团和疏散星团。球状星团呈球形或扁球形,是紧密的恒星集团,是比较年老的恒星集团。其包含的恒星数约为10万颗左右。

疏散星团没有一定的形状,是个松散集合,其成员星约为1000颗。疏散星团较为年轻。

为了方便研究,我们可以作某个星团的H-R 图,由于同一个星团内的恒星具有大致相同的初始化学组分、相同的年龄、相同的距离,但具有不同的质量。这样就可以了解质量在恒星演化过程中的作用。

在同一个星团内,各成员星的演化阶段不一,大部分恒星处于主序星阶段,有的恒星演化到了红巨星阶段,而有的恒星可能已经演化到了白矮星甚至中子星阶段。也可能有的尚未进入主序。这取决于恒星所具有的质量。

也可以将不同星团的恒星画在同一个H-R图上。这些恒星具有不同的初始化学组成,不同的年龄和不同的质量。比较不同的星团,可以看出年龄和化学组成对演化的影响。

4.2 恒星演化概述

1. 恒星演化进程概述

一般认为恒星起源于星际物质。在引力扰动作用下,星际物质收缩成密度较大的弥漫星云,最后进一步收缩成原始恒星。

原恒星在引力作用下进一步收缩,形成一个密度极大的核心,温度越来越高,最终达到氢的点火温度—氢聚变为氦的热核反应开始了,恒星进入了主序星阶段。

恒星将在主序渡过一生最长的阶段。当恒星内部10%-20%的氢耗尽后,恒星就离开主序,向红巨星发展。氢的聚变反应停止后,恒星在引力收缩下,核心将达到氦点火的温度,开始氦的聚变反应。以后逐步进入碳、氧、硅等燃烧阶段,最后形成洋葱状的结构,中心是最稳定的铁核。

恒星最后的命运取决于初始的质量。由目前的观测可知,恒星的质量范围大致在0.08M

⊙~120M

。质量小于0.08M

的天体,靠其自身引力不足以通过引力收缩使其中心达到热

核反应所需要的高温,因而不发光,也就不能称其为是恒星。

质量大于120M⊙的恒星,由于自身引力巨大,强烈收缩造成中心温度极高,热核反应剧烈,辐射压力(~T4)将大大超过物质压,星体将急剧膨胀。

当温度下降后,核心处的热核反应停止,压力下降,引力又开始起主导作用,星体再次收缩。

星体以极高的速度进行收缩-膨胀-收缩-膨胀的过程,最后将大部分质量抛出,留下小质

的恒星。

量的恒星继续演化。目前尚未观测到质量大于120M

2. 小质量恒星的演化(0.08M⊙~3M⊙)

对于质量和太阳类似的小质量恒星,当核心区域的氢耗尽后,热核反应停止,但能量仍在继续向外辐射,由于没有能量补充,引力将超过内部压力,使核心收缩,由此引起核心处和边界上温度上升,使氢在靠近核心的壳层内再次燃烧,使更多的氦进入核心。

由于核心温度尚未达到氦的点火温度,因此氦核继续收缩,温度继续升高,壳层内氢的燃烧加快,能量向外传播使外壳急剧膨胀,由公式L = 4pR2sT4 可知,恒星表面温度下降,变成红巨星。

当核心继续收缩使温度升高到1亿度时,氦达到点火温度,开始氦聚变为碳和氧的热核反应。

氦的燃烧过程非常激烈,被称为氦闪。当核心处的氦被耗尽后,中心形成碳氧核心。在引力作用下,核心开始收缩,温度升高使氦壳层再次点火。

氦壳层的燃烧使更多的碳、氧进入核心,核心质量增加,进一步收缩,温度升高,氦燃烧加快,外壳进一步膨胀。

对于小质量恒星,引力收缩不足以达到碳的点火温度,最终热核反应将停止。辐射压力不再能平衡引力的收缩。

当核心继续收缩,密度增加到106 g/cm3时,电子的简并压力开始超过星体的热压力,最终与引力达到平衡。即成为碳氧白矮星。

外壳继续膨胀,密度越来越小,演化成行星状星云。几万年后,行星状星云将被吹散至宇宙空间,只留下孤独的白矮星。当残存能量散失殆尽就变成黑矮星。

3. 大质量恒星的演化

对于大质量的恒星,当核心的氦耗尽后还将继续演化。

质量大,光度也大,辐射的能量比小质量恒星大得多,因而演化过程也要快得多。

由于有足够的质量,氦耗尽后形成的碳氧核心将继续收缩至碳点火温度,发生碳闪。这个过程将一直进行到核心形成铁球为止。

铁是最稳定的元素,铁的聚变是吸收能量而不是放出能量。热核反应到铁就停止了。没有辐射压力的支持,强大的引力使星体猛烈收缩。

核心的密度急剧增加,电子的简并压已经无法抗衡引力的坍缩。

电子被压入原子核产生反b 衰变使核心中子化并释放出大量的中微子。中子的简并压将阻止核心的进一步坍缩。

强大的引力使外层物质以极高的速度向中心坍缩,当大量物质撞上高度致密的核心时,就象无数发炮弹撞上无比坚硬的铁壁,反弹回来形成强大的冲击波,携带巨大的能量,把整个恒星炸碎。即超新星爆发。爆发的过程很短,但释放的能量可达1053erg。比其一生正常辐射的能量总和还要多。

超新星爆发后,大部分外层物质解体为向外膨胀扩散的气体和尘埃云,核心留下一个高度致密的天体—中子星,其密度可达1014 g/cm3。

对于更高质量的恒星,当铁核形成后,中子的简并压也无法抵抗住强大的引力坍缩。这时核心的引力坍缩将一直进行下去,最后形成黑洞。

4. 变星

每个恒星都在变化,亮度有明显变化的恒星统称为变星。有的变星虽然亮度没有显著变化,但其他物理性质有明显变化。

变星的种类很多。不考虑食变星,物理变星可分为脉动变星,自转变星,爆发变星和激变变星四大类。每个大类又可以分为几种类型。

脉动变星是星体有节奏地发生变化如径向脉动,从而造成亮度等物理性质发生明显变化。其中有造父变星,刍藁型变星,天琴RR 型等。

自转变星是因为星面亮度的经度分布不对称在自转中发生周期性亮度变化。如椭球变星。

爆发变星是由一次或多次周期性爆发引起的亮度变化,其中有金牛T 型,御夫RW 型,猎户FU 型,仙后γ型,鲸鱼UV 型(耀星),Wolf-Rayet 星等。

激变变星是激烈爆发的变星,主要有经典新星,再发新星,超新星等。

5. 造父变星

造父一是仙王座中的亮星之一。很早就发现这颗星的亮度有周期性的变化,极大时的亮度约为极小时的2.5倍,变化周期为5天。以后又发现了许多类似的变星,统乘为造父变星。其光变周期在1-40天之间。它们不是主序星,而是红超巨星。

恒星是通过自身引力聚集成球的,在主序阶段,引力与内压力保持着动态平衡。在演化后期,由于出现氢、氦等元素依此点火而使星体发生收缩-膨胀-收缩的振荡。

当恒星内部热核反应停止后,则引力开始占优势,恒星开始收缩。物质被压缩后,密度增加,不透明度也增加,吸收辐射能量增加,压力进一步增加。

当温度升高使核反应重新点火后,压力开始超过引力,恒星开始膨胀,物质密度减小,不透明度也减小,吸收辐射减少,压力进一步减小。

因此,辐射提供了克服摩擦的外力,使得恒星的振动基本上以无摩擦的方式进行。这也是光变周期非常准确的原因。

造父变星常用来测量遥远星团或星系的距离。

4.3 白矮星

白矮星是质量约为1M⊙,半径约为5000 公里,平均密度高达106 g/cm3 的致密天体。白矮星的内部已经不再有热核反应发生。靠残存的能量慢慢冷却。白矮星的典型代表是天狼星的伴星,天狼B。由光谱测量可知其有很高的表面温度。

根据Heisenberger 测不准关系,粒子的位置越精确,其动量就越不确定。由于白矮星的密度很大,粒子彼此靠得很近。根据Pauli 不相容原理,全同粒子不能处于同一个状态。因此这些粒子必须具有非常不同的动量,这使得粒子有互相散开的趋势。

不相容原理相当于产生了一个压力,称之为简并压。当电子简并压与引力达到平衡时,恒星就达到一个稳定状态,即成为白矮星。

4.4 中子星

白矮星是靠电子简并压维持平衡的。当质量超过Chandrasekhar 质量极限时,星体将发生引力坍缩。坍缩的结果可能是黑洞,也可能是超新星爆发。

脉冲星可以看成是高速旋转的中子星,进一步可以简化为一个高速旋转的磁偶极子,磁矩方向与自转轴有个夹角。

4.5 黑洞

对于质量更大的恒星,没有什么力能抗衡强大的引力收缩,星体最终将坍缩为黑洞。

按照广义相对论,光线并不沿直线前进,而是沿测地线。测地线的形状与空间曲率有关,而曲率又决定于引力场强度。

可以说,引力场越强,则光线就弯曲得越厉害。如果引力场足够强,以至光线无法跑出视界,因而视界内的任何信息都无法通过视界传递到视界之外。这样,视界外的观测者就无法看到这个天体,所以,这是一个“黑”的天体,即黑洞。

当太阳的所有物质被压缩在半径为2.95公里的球内时,太阳就成为一个黑洞。

对于M~M⊙的黑洞,温度是非常低的,甚至比宇宙背景辐射温度都要低得多。因此它的吸收要比辐射大得多。

如果宇宙一直膨胀下去,则背景温度终会下降到黑洞温度以下,这时黑洞就开始辐射能量。因为温度很低,黑洞蒸发的速度极为缓慢。

如果是小黑洞(质量远小于太阳质量)则蒸发速度会快得多。也就是说,黑洞开始蒸发得很慢,但在缓慢加速。越到后来越快。

一个太阳质量的黑洞需要1066 年才能蒸发完。一个质子大小的黑洞(质量约10亿吨)只要100亿年就可以完全蒸发。

黑洞虽然不能被直接观测,但可以通过黑洞周围的引力场来间接地探测。

如果有一个双星系统,其中只能看到一个子星,而另一个看不见的子星质量超过三倍太阳质量以上,则很可能是一个黑洞。

由于黑洞的引力场很强,它会将附近的物质吸入黑洞(称为吸积),而物质在向黑洞坠落时,由于作加速运动而放出X 射线。因此,强X 射线源很可能是个黑洞。

前面所讨论的是由一颗大质量恒星坍缩而成的恒星级黑洞。这样的黑洞一般质量为几个M⊙,视界半径为几公里。

理论上,还可以有质量大到几十亿个M⊙,视界尺度达到整个太阳系甚至更大尺度的巨型黑洞以及质量为10亿吨,视界半径只有质子大小(10-15米)的微型黑洞。

微型黑洞可能是宇宙创生时诞生的。小黑洞可能会合并成大黑洞甚至巨型黑洞。

γ射线暴(GRB)

从20世纪60年代开始,陆续观测到了来自宇宙空间的γ射线暴,持续时间极短。但爆发的能量极高,甚至超过星系的几十亿倍。

目前已经发现2000 多个γ射线暴源,分布基本上是均匀的,绝大部分都在银河系之外。如果银河系发生γ射线暴,将会对地球造成重大影响。

γ射线暴的来源和性质是目前的研究热点。大质量恒星演化成黑洞,两个中子星合并为黑洞等情况发生时就会产生γ射线暴。

Einstein 方程除了有黑洞解之外,还可以有其他解,比如白洞,虫洞等。白洞是和黑洞相反的解,物质从中不断喷出。虫洞则是连接两个宇宙的便捷通道,也许可以用于宇宙航行。

英国著名理论物理学家Penrose 在1965年证明了奇点定理:星体坍缩形成黑洞后,其中心必然是一个奇点。

当物质越过视界后,将以越来越快的速度向奇点飞去,最后被奇点无情地吞噬。

第五章

星系:大尺度结构的基本砖块

5.1 银河系(Milky Way)

银河系是一个圆盘状的恒星系统。直径约50kpc,厚度约2kpc。主体部分称为银盘,中心为一个半径约4kpc 的大质量棒状核心,是一个棒旋星系。银河系被直径约为100kpc 的银晕笼罩。银晕外面范围更广、更稀薄的叫银冕。

银河系整体作较差自转。越靠中心自转速度越快。银河系中心位于人马座方向。太阳位于银道面以北约8pc 处,距银心约8.5kpc。银河系具有旋臂结构,从银河中心伸出四条旋臂:人马臂、英仙臂、猎户臂、盾牌臂。

银河系除了自转以外,还朝着麒麟座方向以211km/s 的速度飞奔。银河系是一边旋转一边向前飞行,象一个巨大的飞碟。

银河系的质量约为1012M⊙,包含恒星总数在3000亿颗以上。银河系的年龄估计在100亿年以上。

5.2 星系

有两种云雾状的天体系统。一种是和银河系类似的恒星系统,称之为河外星系。仙女座

大星云实际上应称为仙女座星系。

另一种是弥漫星云,是体积巨大,密度非常稀薄的天体。这是真正的星云。

如果星云内部或附近有恒星,受恒星发射紫外辐射的激发,星云里的气体发出荧光,就成为发射星云。其光谱为明线光谱。如猎户座大星云,三叶星云等。

如果附近的恒星辐射较弱,不能使气体激发发光,只能反射恒星的光,就成为反射星云。其光谱为暗线光谱。

如果星云内部或附近没有恒星,则成为暗星云,只有在背景衬托下才能被看见,如马头星云。

星系的分类一般用Hubble 分类法,按其形态分为

1)椭圆星系,用En 表示

2)旋涡星系,用S 表示。旋涡星系有一个称为核球的核心,核球外面是一个圆盘状的旋臂结构。按核球大小和旋臂展开程度可分为Sa, Sb, Sc 等次型。

3)棒旋星系,用SB 表示。与旋涡星系类似,也有旋臂结构,但核心是一个棒状物。也可进一步细分为SBa, SBb, SBc 等次型。银河系为SBc 型。

4)不规则星系,用Irr 表示。不规则星系没有一定的形状,没有可辨认的核,也没有旋臂结构。可以进一步分为Irr I 和Irr II 两个次型。

5)cD 星系与矮星系,cD 星系是一些尺度特别大,直径可达几百万pc 的弥漫星系。

近年还发现一些尺度比较小的矮星系,用dE 或dirr 表示。直径约为银河系的1/4左右,质量只有银河系的千分之一。

5.3 类星体(Quasar)

类星体是20世纪60年代天体物理的四大发现之一(其余发现为脉冲星,宇宙微波背景辐射和星际有机分子)。

一个类星体发出的能量相当于1000个银河系发出的总能量。类星体的产能率远远高于一般的星系。

类星体实际上是一种活动性很强的活动星系。由于距离遥远,所以看起来尺度很小。

类星体如此遥远而能被观测到,可见其光度大得惊人。由于类星体位于几十亿光年之外,我们看到的是它几十亿年前的样子,因此类星体至少是在几十亿年前诞生的,是古老的天体。

5.4 活动星系

活动星系是相对正常星系而言的。星系普遍存在着活动现象,但绝大部分星系的活动不明显,因此称为正常星系,大约2%的星系活动激烈,被称为活动星系。常见的活动星系有Seyfert 星系、射电星系、星暴星系和蝎虎座BL 型天体(BL Lac)。

正常星系的辐射主要在光学波段,活动星系的辐射遍布从g 射线到射电辐射的全部波段,而且,经常发生大规模的涌动、吸积、喷流、爆发等剧烈活动。

Seyfert 星系是具有亮核的旋涡星系,具有很强的射电、红外、紫外、和X 射线辐射,可见光波段的辐射不是特别强。并有非热射电辐射和宽发射谱线。

射电星系是具有双瓣射电结构的巨型椭圆星系,辐射功率极大。比如半人马座A 的射电辐射强度超过银河系总辐射的几十倍。

星暴星系是一个星系中有巨大的恒星形成爆发区。如M82 等。其特征是红外光度明显高于光学光度。可以高出50 倍。目前对星暴的起因和触发机制,星暴与活动星系核的关系还不是很清楚,有待于进一步的观测研究。

目前的活动星系核模型由一个围绕巨型旋转黑洞的吸积盘组成。当物质往黑洞下落的过程中被加热而发射出巨大的能量。这样的能量转换效率比聚变反应还要高。模型还需要进行更深入细致的研究。另外也有一些其他模型。

类星体的能量辐射巨大,因而在其中心具有最大规模的黑洞-吸积效应。在其周围的物

质会很快被吞噬完,因此类星体的寿命不会很长。

5.5 星系团

观测发现,星系的分布有集结成群的倾向,构成相对独立的集团—星系团。

较小的星系团有时也称为星系群。星系团按其形态大致可分为规则星系团和不规则星系团。

银河系和其附近的一些星系如仙女座星系M31,大麦哲伦星云,小麦哲伦星云以及M32、M33、NGC147、IC1613 等构成本星系团。

比星系团更高级的天体系统称为超星系团。

由本星系团和室女座星系团以及其他几十个大小星系团构成本超星系团,其中心位于室女座星系团附近。

近年还发现有宇宙空洞和宇宙长城。

第六章

宇宙:我们来自大爆炸

2. 宇宙学原理

实际上宇宙并没有中心。也就是说,宇宙中没有哪个天体处于特殊位置。这个假定称为Copernicus 原理。

作为Copernicus 原理的推广,我们假定,在大尺度(>108 pc) 下,宇宙物质分布是均匀各向同性的。这个假定被称为宇宙学原理。

考虑宇宙中不同区域的平均质量偏差,通过对大范围巡天资料的分析发现,偏离程度随尺度的增大而减小。

1990年有一个研究组分析了IRAS 科学卫星的巡天资料后发现,在8Mpc 的尺度上这个值为1,在15Mpc 的尺度上为0.18,在45Mpc 的尺度上为0.067。这显然支持了宇宙学原理。

更强烈的证据来自早期宇宙。按宇宙学理论,今天存在的星系是在宇宙的演化中产生的。微波背景辐射产生于一切星系产生之前。

对宇宙微波背景辐射的精密测量表明,当时宇宙密度的不均匀程度仅为10-3,有力地支持了宇宙学原理。

迄今为止的观测表明,宇宙在大尺度下的确是均匀各向同性的。大尺度的星系计数、射电源计数和微波背景辐射等都在很高的精度上表现出均匀各向同性,与宇宙学原理一致。实际上,如果我们相信宇宙不存在中心,则宇宙只能是均匀各向同性的。宇宙学原理也可以看成是类似于最小作用量原理的一种简单性原则。引入宇宙学原理以后,问题被大大简化。

必须说明,宇宙只是在大尺度上均匀各向同性,在小尺度上不是均匀各向同性的。在小尺度上,物质集结成星系,星系又集结成星系团,并进一步集结成超星系团等等。除此之外,宇宙中还存在着巨大的空洞和宇宙长城。

3. Robertson-Walker度规

6.3 大爆炸后的宇宙演化

t <10-43 s, T >1032 K,现有理论无法解释宇宙在这个时期的状态,量子引力理论?

10-43 s < t < 10-34 s, 1032 K >T >1027K,大统一时代,宇宙处于高温高密的炽热状态,粒子在不断产生湮灭,极不稳定。

10-34 s < t < 10-10 s, 1027 K >T >1015K,强作用和弱电作用分离,然后电磁作用和弱作用分离。粒子寿命变长。

10-10 s < t < 10-3 s, 1015 K >T >1012K,粒子产生超过湮灭。质子和中子开始产生。宇宙中的物质超过反物质。

10-3 s < t < 3min, 1012 K >T >109K,H、He等轻原子核开始形成。

3min < t < 5×105 yr, 109 K >T > 3×103 K,光子和物质相互作用退耦,宇宙变得透明。光子在宇宙中自由飞行,随着宇宙膨胀,成为温度为3K的微波背景辐射。

5×105 yr < t < 109 yr, 3×103 K >T >18K,原子形成。He的丰度为25%-30%。

t >109 yr, T < 18K,星系形成,第一批恒星形成。太阳系形成。生命诞生。

小学语文新课标学习读书笔记

枣市中心小学王艳 小学课程标准要求全面提高学生的语文素养,要求学生扩大知识面,要求课堂教学中师生互动等,我将根据新的语文能力实践系统,致力于学生语文综合素质的提高,促进语文课程的呈现方式和学生学习方式的转变,对于小学语文教学来说,既要转变教的方式,又要转变学的方式,培养和形成“自主、合作、探究”的学习方式,在这两个转变中,教的方式转变是主要矛盾,教的方式一转变,学的方式也随之转变。学的方式转变可以理性地在课堂中呈现,证明教的方式转变,证明教师新理念的真正树立。把课标学习与教材教法研究结合起来,要钻研新教材,理解和把握新教材,用好新教材,要重视教学反思的研究和收集;要牢记验证课标和检验教材的实验任务。在教学实践中,我将力求打破传统封闭、单项、机械的教学模式,主要将采取了以下几点作法以: 1、认真学习新课标,深入领会《语文课程标准》的精神实质,切实转变观念,克服以往在语文教学中忽视学生的主体地位,忽视人文精神和科学精神的培养,过分追求学科知识系统的错误倾向,真正确立语文教育的新理念,通过教学任务的完成,全面提高学生的整体语文素养,注重提高学生的语文实践能力,积极倡导,促进学生主动发展的学习方法,拓宽学习和运用的领域,注重联系生活,跨学科的学习和探究式学习,使学生获得现代社会所需要的终身受用的语文能力。 2、我还将从整体上把握实验教科书,弄清其编写意图、体系特点,弄清教科书与《课程标准》、教科书各教程之间的内在联系,弄清教科书各种编辑设计的意图和着力点,以在备课和教学活动中准确设定教学的重点,找准达到《课程标准》提出的课程目标的落脚点,有效地实施语文教学。 3、在准确把握教科书编辑思想基础上,从本班本校本地的实际出发,根据学生的年龄特征和不同教学内容,创造性地灵活地选择和运用教科书的各种设计,采取合适的教学策略,把读写听说和综合实践活动落到实处,大力改进课堂教学,提倡启发式、讨论式教学,积极开发课堂学习资源和课外学习资源,沟通课堂内外,沟通平行学科,创造性地开展各种活动,增加学生语文实践的机会,让学生在实践中丰富语言积累,掌握学习方法,提高基本技能,接受熏陶感染,养成良好的学习习惯,打下扎实的语文基础;鼓励学生采用各种手段扩大阅读面,增强学生在一切场合学语文用语文的意识,积极参加各种课改活动,促进学生语文素养的整体提高,新的一轮以课程与教材为核心的改革正在逐步展开,这给小学语文教学带来了生机,当然也带来了挑战。 我认为首先就是要由单纯传授知识向目标整体转为,弘扬人文精神,目标的整合具体体现在:语文教学内容上的整体观,要坚持知识传授,技能训练和智力开发的整体教育,语文教学方法上的整体观,要坚持读写听说的综合训练,处理好教与学,讲与练,学与用的辩证关系;语文教学过程中的整体观,要坚持学用结合,知行统一,实现知识能力的不断迁移。 另一点体会是,新课程标准仍然非常注重语文基础知识的学习和掌握,新课程标准对语文基础知识不但有具体的要求,还有量化标准。 我觉得把握新的课程评价标准,有一点最应值得重视,那就是:语文课程评价一定要立足于现代社会要求学生所具备的语文素养上,也就是说,我们的评价要让社会认可,当我们的学生踏入社会,社会上的人说“这个人的语文素养不错”时,我们的评价才没有出问题。现代社会需要怎样的语文人才呢?一手好字,一篇好文章,依然是现代社会所需要的,除了这两点,现代社会要求民要有一定的口语交际能力和运用现代技术搜索,处理信息的能力,基于这些思考,就可以发现目前的评价没有很好地评价学生口语交际的水平,也没有很好地评价学生的书写能力,更没有很好地去评价学生开展语文活动的实践能力,既然现代社会需要这些能力,我们就应该做好这方面的评价工作。

WORD文档排版笔记A

WORD2000的版面设计样文实习步骤及方法: 1.6.1 版面设计纸型大小: (1)、建立一个新的文档。 (2)、菜单栏[文件],[页面设置]。 (3)、[页边距](上:2.5CM;下:1.6CM;左:2.5CM;右: 1.5CM;页眉、页脚为0CM)。 (4)、[纸型]选择(16开)。 (5)、[文档网格],[字体设置],选择(宋体、常规、小四)。(6)、最后[确定]。 1.6.2 纸型设计完毕后,记住一定要多回车。 (回车完毕后,才可以打字) 1.6.3 页眉的制作方法: (1)、选定所需要制作页眉的文字。 (2)、菜单栏[格式],[边框和底纹]。 (3)、[边框]选择(方框);[线型](根据需要进行选择);[应用范围]选择(段落);上、左、右线条不要。 (4)、最后点击[确定]。 1.6.4 文件头的制作方法: (1)、选定所需要制作文件头的文字。 (2)、在工具栏中有个[字号]选择最大(72号);[B](加粗);[字体缩放] 选择(33%);右对齐;[字体颜色] 选择(红色)。 1.6.5 图片的插入方法: (1)、所需的图片在微软画笔中制作完毕后。 (2)、选定制作好的图片,鼠标点击菜单栏[编辑],[复制]。 (3)、回到WORD文档中,在所需粘贴图片的位置,点击,粘贴 。(4)、对粘贴过来的图片,右击,[设置对象格式],[版式],[四周型]。 (5)、最后根据需要,对图片进行大小调整。

1.6.6 首字下沉制作方法: (1)、选定所需首字下沉的文字。 (2)、菜单栏[格式],[首字下沉]。 (3)、选择[下沉](其它默认,也可以根据需要进行修改。) 1.6.7 字符背景制作方法: (1)、选定所需制作背景颜色的文字或段落。 (2)、菜单栏[格式],[边框和底纹]。 (3)、[底纹],[颜色](根据需要进行选择);[应用范围]选择(段落)。 1.6.8 字符缩放制作方法: (1)、选定所需缩放的文字。 (2)、菜单栏[格式],[段落]。 (3)、[左](缩进2个字符);[右](缩进2个字符);[段前、段后](各缩进1个行)。 1.6.9 段落分栏制作方法: (1)、选定所需分栏的文字。 (2)、菜单栏[格式],[分栏]。 (3)、选择(分二栏),分隔线勾勾上。

PS课堂笔记

巴洛克----------------艺术流派 威廉.莫里斯------代设计理论开创者 达达主义--- 构成主义--------李捷斯基(俄国),形象美,节奏美,抽象美,开创现代版面构成先河 包豪斯(德国格罗佩斯创立包豪斯学校) 版式设计功能:1.作为信息发布的重要媒介 2.让读者通过版面的阅读产生美的遐想与共鸣,让设计师的观点与涵养进入读者的心灵。 文字的编排与设计:有效的形式语言与表现手段 基本要素:书眉+页码标题(位置,强度)引文(内容提要,引向正文)中标题,小标题(正文的向导)正文(版面构成的设计基础)注释,图版说明,解说词(版面变化的技巧) 文字群体的四中特性:字体字的大小,变形字距,字母间距行距 文字群体的四种类型:左右均取齐行首取齐,行尾听其自然中间取齐饶图排文 版式纸:栏(网格)竖排(通栏,双栏,三栏,四栏)横排(同上)栏的突破 图版的编排与设计:视觉效果,导读效果 版式设计的原则:图的面积(显示其重要程度)/数量(阅读兴趣的影响)/形式(方形图版,出血图版,退底图版,化网图版,特殊图版,绘制图形)/组合(块状组合,散点组合,)/位置(关系到版面的构图布局)/方向(方向强弱的视觉攻击) 版式造型原理:对比(大小,质感,直线和曲线,明暗,位置,动与静)均衡(平衡,融合----统一,主与从----明确基本主从关系,导线----脸的方向与形体方向)对称(强调中心是高格调的表现)节奏(重复产生的形状)比例(支配形象的程度,向心扩散---寻找中心,形态的形象---锐角,直角正与负----造成不寻常的空间,水平线----静止时间的表现,垂直线-------坚硬的形象,斜线-----动感,)重点() 构成种类:上下左右(黑白相间由大到小—蜗形)中心分割对角远近

《基于课程标准的教学》读后感.doc

《基于课程标准的教学》读后感 本周读了《基于课程标准的教学》这本书。让我对基于课程标准的教学有了直观的感受;使我明白了,我们平时的教学多数是基于教材或基于评价的教学,我们必须深入思考“为什么教、教什么、怎么教、教到什么程度”等问题,始终保持“课程标准、课堂教学、评价一致”。 新课程标准倡导的是学生学习方式上的自主性、探究性、合作性,强调的是以培养学生创新精神和实践能力为核心,如搜集和处理信息的能力、获得新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力等等。教师必须树立新的学生观,让学生从被动接受知识的“容器”转变为知识的主动探索者,努力突出学生的主体地位,努力培养和提高学生的创新能力、实践能力和学科素养。因此,在教学过程中,我会努力创设一种民主、平等、融洽、和谐的氛围,充分发挥学生学习的主动性、积极性,师生之间、学生之间相互配合,共同完成教学任务。其中还提出“学习目标和课标相关陈述要有相应内容,方法与学习目标要相匹配”。从学习的反思中使我深刻的领悟到了,要从课标出发,处理好教材;尊重教材,灵活运用教材,研发教学资源;结合学生学习的实际,关注做好教学设计。 通过阅读、学习,我感到要想提高教学水平,平时就应加强学习,多阅读教学杂志和理论书籍,不断提高自身的理论水平和业务修养! 通过搜集关于形成性评价的文字资料,我认识到评价要关注学生学习的结果,更要关注他们学习的过程;要关注学生数学学习的水平,更要关注他们在数学活动中所表现出来的情感与态度,帮助学生认识自我,建立信心。 我国传统的中小学语文教学受制于“应试教育”根深蒂固的影响,课堂教学评价的行政行为比较突出,评价功能失调、评价重心失衡、评价主体单一、评价目标一维、评价方式单调,不能科学地评价教学中教师、学生、教材、教学环境等因素的优劣得失。 评价应该具有激励性和客观性。正确的评价能触动学生的心弦,唤起学生内心的激情,培养学生的自信心,从而激发学生的学习兴趣。因此,教师要善于观察课堂,敏锐地捕捉到其中的闪光点,并及时地给予肯定和表扬,使自信的学生更积极,缺乏自信的学生也变的活跃起来。这样可以激发他们学习的主动性、积极性,发掘他们的潜能,有效的促进他们主动、健康的发展。那么,如何使教学评价具有激励性呢?一句表扬的话语、一个温情的抚摸、一个惊喜的表情,一个肯定的微笑……这些无不充满激励性,可以激发学生的学习兴趣,促进学生的发展。

版式设计 全套教案

课程:版式设计 系院:美术系 教师姓名: 授课班级:09级5班 时间:2010.11—2010.12

《版式设计Ⅰ》课程教学大纲 一、课程编码及课程名称 课程编码:301101612 课程名称:《版式设计Ⅰ》英文名称:Format designⅠ 二、学时、学分及适用专业 总学时数:64学时学分:3分适用专业:艺术设计专业(本科) 三、课程教学目标 版式设计Ⅰ课程是艺术设计专业的一门重要的课程,它的主要任务通过学习使学生掌握文字的韵律美感及书写规律;培养学生和训练学生快速设计和书写能力。使学生掌握设计的视觉要素、构成要素,版式设计表现内容与形式关系、设计要素及构成规律与方法,以及各种应用设计的形式特点,使学生能够进行具有感染力的版式设计,从而使作品的内容更清晰、更有条理的传达给读者。 四、课程的性质和任务: 本课程是艺术设计专业必修专业课。通过本课程的学习,使学生了解字体设计基本概念和字体的基本功能;了解字体的发展简史及字体的类型,掌握字体绘写的基本方法与要求及字体设计的方法与技巧。培养学生的专业素质,使学生充分认识字体设计在商业设计中的重要性,和字体设计未来发展的趋势。 五、课程教学的基本要求: 本课程应该结合实践知识,分阶段、针对性的进行版式设计的讲解,使学生从理论到实践,逐渐认识、掌握字体设计案例。因此在课程教学的方法上,授课教师应该多准备实例素材,通过幻灯、多媒体向学生展示讲解,并通过校外课堂示范教学,使学生更直观的学习版式设计步骤。从工艺与制作能力两个方面引导学生,从而真正达到提高学生应用能力的目的。 六、课程教学内容: 第一章文字的概述(共11学时) (一)本章教学基本要求 充分了文字的发展概况 (二)教学内容:1.1 由图画到字体的演变 1.2 东方文字的发展历史 1.3 西方文字的发展历史 教学重点:文字的演变 教学难点:中西方文字的演变 (三)小结: 通过对本章的学习能了解字体发展概况。 第二章文字创意的基本方法(共13学时) (一)本章教学基本要求 通过本章学习使学生了解汉字的基本造型结构,汉字书写的一般规律,掌握字体设计笔画结构变化的基本方法。 (二)教学内容:2.1 文字设计的目的和价值 2.2 文字创意设计的原则 2.3 中西文字的表征 2.4 文字创意设计的方法 教学重点:汉字的基本造型结构

新课程标准读后感

新课程标准读后感 当看完一本著作后,相信大家一定领会了不少东西,这时候,最关键的读后感怎么能落下!是不是无从下笔、没有头绪?下面是小编精心整理的新课程标准读后感,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。 新课程标准读后感 1 新课程改革是今年全国美术教育界的首要任务,作为一名处在改革阵地前沿的美术学科带头人,必须明确新课程改革所包涵的基本理念,切实在教学中贯彻这些理念。新课改到底提倡了哪些新的教育理念呢? 一、新课改带给我们的第一个新理念——新的教材观 传统的教材是学科知识体系的浓缩和再现,教材是学科知识的载体。这种教材观的实质是“教材即知识”。新教材关注学生的学习兴趣和认知特点,一方面注意控制教材内容总量精选学生终身学习必备的基础知识和基本技能,一方面适当降低某些知识的难度要求,改变原理性知识偏重思辨和过深、过难的现象。大胆更新了“双基”的概念和内容,删除了陈旧的、用处不大的信息,充实了学生能够接受、适应现代生产与生活的信息。为了更适合美术教学开放,在源于新教材的基础上,北大附中南山分校编写了美术小本教材,作为辅助教材我们感到和学生贴的更近了,适用时果然学生反映强烈,增加了学生的审美能力和动手能力,我们将继续完善小本教材,使之更贴近学生。 新的教材观认为“教材既不是知识体系的浓缩与再现,也不是学生被动接受的对象和内容,而是引导学生认知发展、生活学习、人格构建的一种范例,是教师与学生沟通的桥梁。美术教材质量的优劣,对学生学习美术的兴趣、审美趣味、创新能力和个性品质有着直接的影响。美术教材的编写,应力求向学生提供美术学习的方法,展示丰富的具有审美价值的图像世界,提高他们的学习兴趣和欣赏水平” 二、新课改带来的第二个新理念——新的学习观 新课程新的学生学习观主要体现在要求注重学生的自主性学习、探究性学习和综合性学习;要求学生是在有学习兴趣的基础上学习;要求学生能在解决问题的过程中学习。具体地说,是学习方式的变革。学习方式不是单纯指具体的学习策略和

工作设计编排课程总结

设计编排课程总结 姓名:杨丹学号:111404043 经过将近一个多月紧张而又生动的设计编排课程的学习,让我对排版设计有了初步全面系统的认识,而在此之前自己对排版几乎一片空白,以前尝试着做图片时,只能理解版式就是将文字和图片编排在一起,美观就可以。学完了设计编排之后,想想当初的作品,真是让人冒一身冷汗。版式远远不止这些! 版式在设计上,是以整体性为原则的。以黑白灰来分析整个版式,几何形来概括图形和文字。把握好整体的版式设计,使其具有条理性,更好的突出主题,才能让客户清晰容易的进入你的设计之中。 简洁性原则是我在设计编排课程里的一大收获。想必每一个我们这么大年龄的人,都喜欢花哨又丰富的东西。最初做作业时,总感觉有太多的元素要放进去,为了美观,总是画蛇添足。舍不得任何一个空间,恨不得整个画面充斥着暴躁的声音,填满每一个空白。经过朱老师的指导后,我理解到要毫不犹豫的删掉一些重复或是不必要的信息,怎样简洁怎样设计,不打任何一个“歪想法”。每一个设计都具有它的责任,责任具有一定的功能性,就像版式一样,你不是为了花哨而花哨,而是要考虑一个看你设计的人,怎样才能更简单明了的理解他们想要从你设计中得到的信息,这就是所谓设计的人性化吧。 我还学会了信息级别的分区,这也是非常重要的一点,因为它能让你把握轻重与否,让人明了那一目了然的重点是什么。图片和图片要放在一起,尽量不要让文字或其他信息元素将图片隔开,相同级别的信息元素要靠拢,要聚在一起。不同的信息元素是属于不同的类型,要将其归类,而且将你的归类理解体现在你的分区之中。 我认为最神圣的地方就是空白空间了。如果你能将空白空间运用好,那么你的画面中就会自然出现一种节奏感,韵律感,有松有紧。而且不同的空白空间会让人感受到不同的感觉。有的排版让你感觉舒服,愉悦,宽松,有的排版让你感受到一种极大的张力,一种力量感,有的排版让你有一种稳定而又中正的感觉,这些感受都少不了空白空间所发挥的作用。而且空白空间可以作为你排版整体与否的一个检测标准。如果你的空白空间的形式整体的,那么你的信息元素也会是整体的,反之信息元素便是杂乱的。记忆最深的就是目录页的设计了。目录不仅仅是书的目录,当年去餐馆,咖啡厅,电影院等一些地方,他们在大厅中呈现给你的所谓菜单,时间表等都是目录的一种表现。如何把握级别之间的关系,需要多多的分析和推敲。 后面我们还学习了字体。在文字排版中,正文要多大的字,标题要多大的字才合适呢?这就需要进行字体的熟悉,每种字号打一排字顺下来,让心中有个大致的分类。在选字号的时候可以快速的把握住字的大小。字体和行间间距都会影响字给人的视觉感受,多多尝试,就能把握,而且在中文和英文中,你可以找到一些相似的字形,记住它们,以后的设计中能帮你不少。

论天体物理学及其对未来发展的重要作用

论天体物理学及其对未来发展的重要作用 11级物理2班黄健根1107020051 摘要:天体物理学是应用物理学的技术、方法和理论,研究天体的形态、结构、化学组成、物理状态和演化规律的天文学分支学科。它分为:太阳物理学、太阳系物理学、恒星物理学、恒星天文学、星系天文学、宇宙学、宇宙化学、天体演化学等分支学科。另外,射电天文学、空间天文学、高能天体物理学也是它的分支。多年来,随着世界人口的不断增加,资源不断的消耗,人们的生存环境日益缩减,资源也愈加匮乏。越来越多的国家将希望寄托于地球外部的空间,这进一步促进了天体物理学的发展,理论天体物理学的发展紧密地依赖于理论物理学的进步,几乎理论物理学每一项重要突破,都会大大推动理论天体物理学的前进。二十世纪二十年代初量子理论的建立,使深入分析恒星的光谱成为可能,并由此建立了恒星大气的系统理论。三十年代原子核物理学的发展,使恒星能源的疑问获得满意的解决,从而使恒星内部结构理论迅速发展;并且依据赫罗图的实测结果,确立了恒星演化的科学理论。 关键词:天体银河系特殊行星星系集团同位素 引力原子核等离子体星系空间 引言:本学期开展了物理学史着门课程,陈老师给我们讲述了有关内容,以下是我对天体物理学及其对未来发展的重要作用的论述。 (一)天体物理学的有关介绍 从公元前129年古希腊天文学家喜帕恰斯目测恒星光度起,中间经过1609年伽利略使用光学望远镜观测天体,绘制月面图,1655~1656年惠更斯发现土星光环和猎户座星云,后来还有哈雷发现恒星自行,到十八世纪赫歇耳开创恒星天文学,这是天体物理学的孕育时期。十九世纪中叶,三种物理方法——分光学、光度学和照相术广泛应用于天体的观测研究以后,对天体的结构、化学组成、物理状态的研究形成了完整的科学体系,天体物理学开始成为天文学的一个独立的分支学科。 天体物理学是应用物理学的技术、方法和理论,研究天体的形态、结构、化学组成、物理状态和演化规律的天文学分支学科。 天体物理学分为:太阳物理学、太阳系物理学、恒星物理学、恒星天文学、星系天文学、宇宙学、宇宙化学、天体演化学等分支学科。另外,射电天文学、空间天文学、高能天体物理学也是它的分支。 利用理论物理方法研究天体的物理性质和过程的一门学科。1859年﹐基尔霍夫根据热力学规律解释太阳光谱的夫琅和费线﹐断言在太阳上存在著某些和地球上一样的化学元素﹐这表明﹐可以利用理论物理的普遍规律从天文实测结果中分析出天体的内在性质﹐是为理论天体物理学的开端。理论天体物理学的发展紧密地依赖于理论物理学的进步﹐几乎理论物理学每一项重要突破﹐都会大大推动理论天体物理学的前进。二十世纪二十年代初

版式设计课程标准

《版式设计》课程标准课程编号:052045 使用专业:电脑艺术设计专业 课程类别:职业拓展领域 修课方式:必修 教学时数:44学时 教研室:电脑艺术设计工作室 编写日期:2012年5月 一、课程定位和课程设计 (一)课程性质与作用 课程的性质: 本课程注重设计前沿理论的研究和开发,是对学生艺术潜质、思维方式、创造能力等综合素质的全面开发和培养,帮助学生掌握科学的思维方法、搭建完备的设计理念构架、构建合理的设计知识体系,自觉地运用版式设计原理进行艺术设计。同时,本课程能有效地激发学生们的设计潜能,在艺术设计学习的过程中,不断地调整自己,从认识自我到超越自我,成为时代需求的艺术设计人才。本课程将积极组织并参与设计实践以及各种设计、创意大赛,使理论与实践结合,通过严格的基础训练和设计实践,使学生建立和掌握版式设计的概念和方法,并自如运用于艺术设计活动的各个领域。 课程的作用: 其前期必修课程是平面构成、色彩构成。与前续课程的联系(1)《手绘》

培养学生具备一定的手绘能力、观察能力和审美能力。(2)《PhotoShop应用》培养学生具备一定的位图图形制作与处理的能力。(3)《Coreldraw应用》培养学生具备一定的矢量图形制作与处理的能力。(4)《标志与广告设计》培养学生具备一定的标志与广告设计的理念。为后续《书籍装帧设计》课程打下良好基础。 (二)课程基本理念 版式设计课程的教学目的是把版面上所需要的设计元素进行必要的编排组合,成为直观动人、简明易读、主次分明、概念清楚的美的构成,使其在传达信息的同时,也传达着设计者的艺术追求与文化理念;从而通过版式设计,给阅读者提供一个优美的阅读“空间”。何谓版式设计?版式设计又称编排设计,是平面设计中的一个组成部分,为视觉传达设计的重要环节。版式设计当然要调动各类视觉元素进行形式上的组合排列,但更重要的是:版式上新颖的创意和个性化的表现。同时能够强化形式和内容的互动关系,以期全新的视觉效果。版式设计的创意不完全等同于平面设计中作品主题思想的创意,既相对独立,又必须服务于其主题思想创意。 (三)课程设计思路 本课程的教学内容是以版式设计训练为向导,以典型版面构成方法为基点,综合理论知识,操作技能和职业素养为一体的思路设计。通过完成各种学习情境的学习,学生不但能够掌握版面构成的方法以及与色彩、文字、图形重组的专业知识和审美能力,还能够全面培养其团队协作、沟通表达、工作责任心、职业道德与规范等综合素质,使学生通过学习的过程掌握工作岗位所需要的各项

InDesign课程整体教学设计

《InDesign版式设计》课程整体教学设计 一、课程基本信息 二、课程定位: 本课程是一门实践性和概念性都很强的面向实际应用的课程。 InDesign CS5是由Adobe公司开发的专业设计排版软件。Adobe公司在InDesign这一软件的版本上不断升级,是为了使广大从事版式编排和平面设计工作的用户拥有性能更完善的得力工具,同时也是为了使刚刚步入设计领域的初学者能够拥有更加优秀的学习软件。 本书内容的讲解均以课堂实训案例为主线,通过案例的操作,使学生快速熟悉案例设计理念和软件功能,提高学生的软件使用技巧和实际应用能力,为今后的专业学习或深入的设计打下基础。 三、课程目标设计: 1、总体目标: 本课程的讲解均以课堂实训案例为主线,通过案例的操作,使学生快速熟悉案例设计理念和软件功能,提高学生的软件使用技巧和实际应用能力,为今后的专业学习或深入的设计打下基础。 2、能力目标: (1)了解掌握版式设计的原则和技巧 (2)学会制作海报 (3)学会书刊封面的设计与制作 (4)学会书刊内页的设计与制作 (5)学会画册的设计与制作 (6)学会报纸的设计与制作

(7)学会杂志的设计与制作 3、知识目标: (1)初识InDesign CS5中文版的界面操作 (2)掌握绘制和编辑图形对象的方法 (3)熟练掌握绘制与编辑路径的方法 (4)掌握编辑描边与色彩填充的方法 (5)掌握文本的编辑技巧 (6)了解处理图像的方法 (7)掌握版式的编排方法 (8)掌握绘制表格与应用图层的方法 (9)掌握版面布局和页面的编辑方法 (10)掌握生成书籍与目录的方法与技巧 素质目标: (1)熟练掌握软件的操作技术,从而快速掌握商业案例设计的理念。 四、课程内容设计

《小学语文新课标》读书笔记

小学语文新课程标准 第一部分前言 现代社会要求公民具备良好的人文素养和科学素养,具备创新精神、合作意识和开放的视野、具备包括阅读理解与表达交流在内的多方面的基本能力,以及运用现代技术搜集和处理信息的能力。语文教育应该而且能够造就现代化社会所需的一代新人发挥重要作用。面对社会发展的需要,评价目的和方法等方面进行系统的改革。 九年义务教育语文课程的改革,应以马克思主义和科学的教育理论为指导,总结我国语文教育的成改得失,借鉴各国母语教育改革的经验,遵循语文教育的规律,努力建设与现代社会发展相适应的语文课程,在培养学生思想道德素质、科学文化素质等方面发挥应有的作用。 一、课程性质与地位 语文是最重要的交际工具,是人类文化的重要组成部分。工具性与人文性的统一,是语文课程的基本特点。 语文课程应致力于学生语文素养的形成与发展。语文素养是学生学好其他课程的基础,也是学生全面发展和终身发展的基础。语文课程的多重功能和奠基作用,决定了它在九年义务教育阶段的重要地位。 二、课程的基本理念 (一)全面提高学生的语文素养。 九年义务教育阶段的语文课程,必须面向全体学生,使学生获得基本的语文素养。语文课程应培育学生热爱祖国语文的思想感情,指导学生正确地理解和运用祖国语言语,丰富语言的积累,培养语感,发展思维,使他们具有适应实际需要的识字写字能力、阅读能力、写作能力、口语交际能力。语文课程还应重视提高学生的品德修养和审美情趣,使他们逐步形成良好的个性和健全的人格,促进德、智、体、美的和谐发展。 (二)正确把握语文教育的特点。 语文课程丰富的人文内涵对人们精神领域的影响是深广的,学生对语文材料的反应又往往是多元的。因此,应该重视语文的熏陶感染作用,注意教学内容的价值取向,同时也应尊重学生在学习过程中的独特体验。

版式设计课程标准 (1)

《版式设计》课程标准 课程编号:052045 使用专业:电脑艺术设计专业 课程类别:职业拓展领域 修课方式:必修 教学时数:44学时 教研室:电脑艺术设计工作室 编写日期:2012年5月 一、课程定位和课程设计 (一)课程性质与作用 课程的性质: 本课程注重设计前沿理论的研究和开发,是对学生艺术潜质、思维方式、创造能力等综合素质的全面开发和培养,帮助学生掌握科学的思维方法、搭建完备的设计理念构架、构建合理的设计知识体系,自觉地运用版式设计原理进行艺术设计。同时,本课程能有效地激发学生们的设计潜能,在艺术设计学习的过程中,不断地调整自己,从认识自我到超越自我,成为时代需求的艺术设计人才。本课程将积极组织并参与设计实践以及各种设计、创意大赛,使理论与实践结合,通过严格的基础训练和设计实践,使学生建立和掌握版式设计的概念和方法,并自如运用于艺术设计活动的各个领域。 课程的作用: 其前期必修课程是平面构成、色彩构成。与前续课程的联系(1)《手绘》培养学生具备一定的手绘能力、观察能力和审美能力。(2)《PhotoShop应用》培养学生具备一定的位图图形制作与处理的能力。(3)《Coreldraw应用》培养学生具备一定的矢量图形制作与处理的能力。(4)《标志与广告设计》培养学生具备一定的标志与广告设计的理念。为后续《书籍装帧设计》课程打下良好基础。 (二)课程基本理念 版式设计课程的教学目的是把版面上所需要的设计元素进行必要的编排组合,成为直观动人、简明易读、主次分明、概念清楚的美的构成,使其在传达信息的同时,也传达着设计者的艺术追求与文化理念;从而通过版式设计,给阅读者提供一个优美的阅读“空间”。何谓版式设计?版式设计又称编排设计,是平面设计中的一个组成部分,为视觉传达设计

小学数学新课程标准解读读书笔记

小学数学新课程标准解读读书笔记 先烈东小学荣利 今天我又重温了一下《小学数学新课程标准》,它的基本理念有以下几点: 1.义务教育阶段的数学课程应突出体现基础性、普及性和发展性,使数学教育面向全体学生,实现:人人学有价值的数学;人人都能获得必需的数学;不同的人在数学上得到不同的发展。 2.数学是人们生活、劳动和学习必不可少的工具,能够帮助人们处理数据、进行计算、推理和证明,数学模型可以有效地描述自然现象和社会现象;数学为其他科学提供了语言、思想和方法,是一切重大技术发展的基础;数学在提高人的推理能力、抽象能力、想象力和创造力等方面有着独特的作用;数学是人类的一种文化,它的内容、思想、方法和语言是现代文明的重要组成部分。 3.学生的数学学习内容应当是现实的、有意义的、富有挑战性的,这些内容要有利于学生主动地进行观察、实验、猜测、验证、推理与交流等数学活动.内容的呈现应采用不同的表达方式,以满足多样化的学习需求.有效的数学学习活动不能单纯地依赖模仿与记忆,动手实践、自主探索与合作交流是学生学习数学的重要方式.由于学生所处的文化环境、家庭背景和自身思维方式的不同、学生的数学学习活动应当是一个生动活泼的、主动的和富有个性的过程。 4.数学教学活动必须建立在学生的认知发展水平和已有的知识经验基础之上。教师应激发学生的学习积极性,向学生提供充分从事数学活动的机会,帮助他们在自主探索和合作交流的过程中真正理解和掌握基本的数学知识与 技能、数学思想和方法,获得广泛的数学活动经验。学生是数学学习的主人,教师是数学学习的组织者、引导者与合作者。 5.评价的主要目的是为了全面了解学生的数学学习历程,激励学生的学习和改进教师的教学;应建立评价目标多元、评价方法多样的评价体系。对数学学习的评价要关注学生学习的结果,更要关注他们学习的过程;要关注学生数学学习的水平,更要关注他们在数学活动中所表现出来的情感与态度,帮助学生认识自我,建立信心。 6.现代信息技术的发展对数学教育的价值、目标、内容以及学与教的方式产生了重大的影响、数学课程的设计与实施应重视运用现代信息技术、特别要充分考虑计算器、计算机对数学学习内容和方式的影响,大力开发并向学生提供更为丰富的学习资源,把现代信息技术作为学生学习数学和解决问题的强有力工具,致力于改变学生的学习方式,使学生乐意并有更多的精力投入到现实的、探索性的数学活动中去。

《图形设计》读书笔记

《图形设计》读书笔记 由于对设计类的知识了解的不多,所以利用暑假的时间读了《图形设计》这本教程,其中,对图形的构形方式这一章印象深刻。 首先是引言部分,主要讲述了关于图形的作用特点和视觉传播的手段。图形的特点在于它比文字传播更迅速、直观、感性,它是人类探索视觉信息交流过程中的智慧体现和结晶。而人类可以说是一种依靠信息生存的动物,这些信息大部分都来源于视觉,单独依靠文字来传播信息已经不适应当今时代的发展,通过图画语言来传递信息比通过任何字母或者数字的组合来进行交流都更直接、更便捷,这是有原因的,书中告诉我们,这是因为人类的思维过程就是以图画的方式来进行的。仔细思考,的确如此:图形不受语言差异的限制,它有视觉的共通性。从下学期开始,就将踏入设计领域的学习了,而在设计领域,图形设计已经成为视觉传播的主要手段,利用图形表达思想、传递信息,是设计师的主要活动和基本功。所以我决心在进入这一领域的开始阶段就认识图形的重要意义,用知识武装自己的头脑,在不断的设计时间中逐渐成长为一个出类拔萃的设计家。 读到这里,我越发的认识到艺术里面的学问博大精深,不得不承认,对半路出家的我来说,是有难度的,但这些在“努力”面前都不算什么,只要有心学习就能够完成。 第一章主要概述了图形的概念和特性,对于我这样的初学者,这些概念类的知识对以后的学习有很大的帮助。图形从广义上讲,是一种以形达意的智慧,它广泛存在于各种视觉艺术中。狭义的图形设计,主要是指在平面设计中为了传达某种信息或表达某种思想而对视觉元素进行的组织和创造。从这些中,我们可以知道,图形是一种视觉语言,它不同于图像,是人类智慧的产物,且图形创作的目的是传达或者记录信息和思想。书中列举了图形的十种特性,包括多义性、叙事性、空间性、文化性、审美性、传承性、复制性、独特性、象征性、概括性。 1、图形的多义性:很多图形给人提供了广阔的想象空间,可以有多种解读,图形的这种特点在我看来有利有弊,利在于它在信息传达的过程中可能传递出更多的含义,可以丰富一个图形所具有的信息量;弊在于,如果处理不当,图形会引起歧义,这也是非常容易发生的事情。 2、图形的叙事性:图形是静止的,却能讲述连续的故事。其实,在平面设计中有很多回讲故事的图形广告,这些广告在我们日常生活中都有接触到,仅仅是一幅图画就能让观者联想到里面发生的内容,这就是叙事性的体现。 3、图形的空间性:在二维的空间中能够去表现出三维空间,比如仅仅用线条就能表现出立方体,在图画中采用多点透视的方法一样能表达出三维空间。 4、图形的文化性:每一种文明的独特视觉文化都能以各种图形形象和图形语言表现出来,不仅传统文化在图形中有明显的反映,现代不断形成的文化也在通过图形表现出来。 5、图形的审美性:图形的功能已不只是实用,而且还能满足审美需求,图形所能提供给人们的这种精神上的愉悦是视觉文化重要的组成部分。 6、图形的传承性:图形语言如同我们所讲的语言一样,都不是我们自己创造的,而是一代代积累下来的,在这样的积累过程中,不断有新的语句和表达方式被创造出来,图形语言同样不是无根之木。 7、图形的复制性:一个图形形象可以很好地应用在各类媒体上并能够大量复制,这是语言和文字无法比拟的优势。图形的这一特性具有很高的传播价值和商业价值。 8、图形的独特性:在设计中,图形的独特性是树立自我形象并与其他人相区别的关键。比如标志的设计,期中一个很重要的方面就是与众不同。 9、图形中的象征性:图形

《新课程标准》读后感

如何指导学生有效积累 ——《新课程标准》读后感古人曾说过:“读书百遍,其义自见”,“熟读唐诗三百首,不会作诗也会吟”等,可见积累越多,语感不断得以积淀,学生的语文素养自然形成。《语文课程标准》特别提到要指导学生“丰富语言积累”、学生要“有较丰富的积累”。由此可见,课外是学生积累语言的广阔空间,教师应重视引导学生进行课外积累。在阅读教学中,如何指导小学生有效地进行积累呢?结合日常教学的经验我认为在积累方面特别要注意以下这两方面: 一、注意择取阅读的材料 翻翻前人的读书体会,再结合自己平时的读书感受,我们不难发现,一个人在阅读时,选取怎样的阅读材料与最终的阅读效果紧密联系。当今社会,我们所面对的阅读材料是鱼龙混杂。就拿课本材料来说吧,一些不正规的出版社和不法书商,导致盗版书满天飞,书中掺杂着许多粗制滥造和不健康的内容。那么选取怎样的阅读材料,阅读和积累才会是有效的呢?我认为至少要把握三个原则,即规范的、感兴趣的和有用的。先说规范,因为我们阅读的目的就是在于与材料交流沟通的过程中进行潜移默化的积累,而从感兴趣的角度说,儿童的阅读有他自己的年龄倾向,不同的个体因个性不同也有自己的趋向选择,如果能从他的特点出发,投其所好而读之,效果定然不错。但是,小学生的自主性还不够强,判断是非的能力较弱,衡量好差的标准也不明确,单由他们自己凭兴趣选择,那是既保证不了质也顾及不了量

的,所以老师要在此基础上帮他们指名阅读方向,拓宽阅读面,规定和推荐一些与教材内容相关的和比较经典实用的书布置学生研读,如新“课标”中推荐的必读书等。这样以兴趣带动学生读,因有用要求学生读,用规范净化学生的读。 二、积累的方法和形式 有了有助于“积累”的素材,还得用有效的方法加以消化和吸收,用一定的形式加以记录和巩固,才能真正做到要用时及时派上用场。社会在发展,信息量也在以惊人的速度增长,置身于现代社会中的个体如果不掌握一定量的知识,不具备处理信息的良好能力,就有可能落后,甚至连小学生也不例外。课堂阅读仍当以精读、诵读为主要手段,对老师所讲的方法要点,自己的学习感悟随堂记下,这样就在不知不觉中积累了语言和情感。而大量的课外阅读,在以浏览、默读为主的同时也要注意“摘记”,读到精彩之处自己特别感兴趣的地方和觉得特有用的的地方,都可以或简或详地记录。 当今社会阅读的对象和范围已与以往不同,电视媒体、网络、电子文本等的学习和阅读已非常普及。因此积累的方法和形式也应相应放开。如在电视上看到一则好新闻,可以拿笔记下来,然后学着读读播播。一首好诗,可以拿录音机录下,随时可以欣赏回味,定期加以评比交流,反馈评价。这样既达到目的又能让学生兴致盎然,锻炼了动手动脑能力,一举两得,岂能不高效。 总之,只要我们充分领悟新课标的精神,将语文学习和课堂延伸入广阔的社会与自然,为学生创一片他们翱翔的蓝天!

广告设计读书笔记

广告设计读书笔记 【篇一:平面类读书笔记】 平面设计法则读后感 《平面设计法则》对学习设计的学生来说是一个一站式的资源库, 既是有趣的基础教程, — 同时也是深入设计领域实践的“入门读物”。《平面设计法则》围 绕着三个有递进关系的部分 展开基本法则、创作流程的法则和各个领域的设计法则。基本法则:由知名设计师从文字、 色彩、版式及设计风格等设计元素的角度人手,讲述平面设计基础的、一般性的方法。创作 流程的法则:结合项目案例,解析从概念策略、市场研究、图形图 像到设计工作流程和后期 制作的工作方法和要点。各个领域的设计法则:通过知名设计师分 析自己设计的作品,与读者 { 项目包含了大量的爱和关怀。这些设计师也是我最欣赏的,他们认 真研究、精心撰写,并很 好地展示了作品。这对任何设计书来说都非常重要。”目录分为 自序基本法则、简介、文字设计、色彩、版式没计、风格、创作流 程的法则等 等

序言介绍了作者第一件事:在我还只有十二岁的时候,我有一个名叫德比的好朋友。我 们俩都喜欢杂志和时尚,都喜欢画画、看书、写文章。在进入六年级之前,我们俩用了整个 : 夏天创建了一本杂志,并且根据我们两人的名字为它取了一个名字——debutante。我们花了 很多时间去写文章、画插图;采访了所有认识的人以便提高杂志的曝光率;进行了关于衣服、 男孩儿、约会(尽管当时我们俩都还没有尝试过)的调研。我们翻阅了很多杂志和书籍来寻 找灵感,完全沉溺于自己的创作当中。我们以讨论采用哪些内容、放弃哪些内容、什么具有 重要的文化意义而什么无关紧要,唯一的一次争吵就是到底由谁来保存仅有的一份原稿引发 ; 富有传奇色彩的((vogue))杂志编辑。但当我迫不及待地想加入学校报社的编辑部,却被礼 貌地回绝了。我是那么地想为报社工作,不禁想象自己给编辑写了几封文笔优美的信,倾倒 众生,以至于他们来求我加入报社。后来事情出现转机。在没有人愿意报道一次妇女权利集 会的情况下,我在最后时刻接到任务去报道了校园健康食品商店旁举行的妇女集会。我的雄 心壮志终于得以实现。临近毕业的时候,我把自己的作品集投递给了cond6 nast公司。不可

天体物理学

天体物理学 2008.9-2009.2 袁业飞董小波 1.【天文思维。】a. 一个致密天体位于银河系内,我们在0.1秒钟之内观测到它增亮了二倍。请估计它的物理尺度不能超过多少?如果增亮的幅度只有10%,又能得到什么结论? b. 某种类型的活动星系在所有星系中的比例大约为1/100。那么,这种类型星系的活动期至少是多长? 2.【视超光速。】我们对一个遥远天体作了两次观测(相隔一段时间),发现它在高速运动。我们可以测得它在天球上走过的角距离,还可以通过其它方法测得它的宇宙学红移从而确定它离地球的距离,这样我们可以算得它的横向速度。请推导这个速度和它的真实运动速度的关系;什么情况下我们测得的横向速度会超出光速? 3.【位力定理;辐射压。】大质量黑洞(M BH > 106 M⊙)吸积周围气体释放引力能产生电磁连续谱辐射,连续谱辐射又电离周围气体从而产生发射线(e.g. H-beta 4861?,半高宽度大概几十?);另外,由于吸积过程中的一些不稳定性,连续谱的光度会有变化。这就是在活动星系核中发生的基本过程。假设周围的电离气体运动被黑洞引力所主导并处于Viral平衡,而且呈球对称分布。 请设计一种方案来测量黑洞质量;如果忽略电子散射引起的效应,那么基于Viral定理估计的黑洞质量的系统偏差是怎样的? 4.【辐射拉拽。】一颗尘埃颗粒质量为10-11克,在1AU处绕太阳作近似圆周运动。它吸收太阳光并以红外方式再辐射出去,保持温度一定。尘埃吸收太阳光的截面为10-8 cm2。请计算需要多长时间它将掉入太阳表面?假设1/108的太阳光被绕太阳运动的尘埃所吸收,那么每秒钟掉入太阳的尘埃总质量是多少? 对于绕太阳运动的电离气体(电子-质子对),这种效应显著吗? 5.【*optional: 伽利略相对性原理、狭义相对论;推理思辨能力】 请基于伽利略相对性原理作推理(没必要做复杂的数学计算推演),证明:如果质点速度不存在上限,则惯性系之间由伽利略变换相联系(牛顿时空观);否则,洛仑兹变换(狭义相对论)。 6.【星等、绝对星等;流量、光度;面亮度(Flux/α2)、面光度(L/S)】 一个星系距离地球1Mpc,面亮度为 27mag/ascsec2。请问1”的角距离对应这个星系多大的物理尺度(pc)?星系单位面积(1pc2)的发光功率是多少?如果另一个星系的单位面积发光功率与上一个星系相同,但距离地球10Mpc,请问它的面亮度是多少? [*optional: 设一个位于较高红移z处(这时要考虑宇宙膨胀效应)的星系的光度为L,固有的物理直径为D。请推导它表面亮度公式I(L,D,z)。]

《版式设计与编排》教案

一、课程进度计划表 二、教案正文 第一章版式设计概念 1.教学目的:通过理论传授使学生了解版式设计是一种重要的视觉表达语言,是视觉传达设计专业重要的基础课程;掌握版式设计的基本概念及传统中国书的版式设计形式。 2.教学重、难点:(1)重点:版式设计概念的理解;(2)难点:传统中国书的版式。 3.教学方法、手段:教师讲授(√),启发式教学(√),课堂讨论(√),多媒体教学(√),当堂测验(√),提问式教学(√),实验(√)。 [课程导入] 当我们面对设计主题,有了一个好的设计创意时,接下来就是如何把这一创意表现出来。设计创意的表现元素不外乎图形(或图片)、标题字、正文和色彩,这些,统称为版式设计的四大元素。 可以说,任何具体的设计,最后都会落实到对这四大元素的编排上来。 作为设计专业的学生,每进入到一门新的课程环节,要习惯于提出以下几个问题: 这门课程的学习目的是什么? 这门课程将要解决什么问题? 这门课程的构成要素是什么? 这些要素有什么用? 需要怎样才能使它们结合起来达到设计目的? 请同学们带着问题进入我们的课程教学! 版式设计课程的教学目的是把版面上所需要的设计元素进行必要的编排组合,成为直观动人、简明易读、主次分明、概念清楚的美的构成,使其在传达信息的同时,也传达着设计者的艺术追求与文化理念;从而通过版式设计,给阅读者提供一个优美的阅读“空间”! 第一节版式设计概念 一、什么是版式设计 版式设计又称编排设计,是平面设计中的一个组成部分,为艺术设计专业学习过程中的重要环节。版式设计当然要调动各类视觉元素进行形式上的组合排列,但更重要的是:版式上新颖的创意和个性化的表现。

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