Introduction to Astronomy普通证书

天文学概论

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9.0 (33人)

  • 知识量:9.9
  • 教师参与:9.8
  • 趣味性:8.9
  • 课程设计:9.2

难度:一般

开始时间:2014-12-01

持续时间:13.0周/每周6.0-12.0小时

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在本课程中,我们将要学习宇宙中的一切,是的,一切。我们将从”古典“天文学开始,像古代人那样描述我们眼中的夜空并归纳我们所看到的东西。然后我们将从地球出发,踏上向外部探索的旅程,去学习太阳系、银河系和那些我们在外太空观测到的奇异物体,比如黑洞、类星体和超新星。在课程的最后,我们将进行一些关于科学家对宇宙整体认知程度的讨论。在学习的过程中,我们会介绍一些理论和实验的方法。我们曾用这些研究方法来理解从牛顿定律到光与物质,再到爱因斯坦的相对论这样的概念,亦曾将它们应用于设计制造从伽利略的天文望远镜到威尔金森宇宙微波背景辐射探测器(WMAP)的天文设备。


课程大纲
第一周:方位天文学(裸眼天文学)
我们将在第一周的学习中熟悉关于天空中物体的方位与运动的描述。
第二周和第三周:牛顿的宇宙
牛顿物理学曾使我们对宇宙的理解产生了革命性的变化。在本周课中,我们将要讨论的内容包括:牛顿力学定律以及遵循该定律诞生的守恒定律、牛顿的重力理论以及它在天文学上的一些应用、辐射的一些属性。本周的最后一个视频中将简要介绍与我们课程相关的一些量子力学的内容。本堂课信息量大、难度较高,但今天的努力必将赢来明日的收获。
第四周:行星
在本课程中我们时间有限,对于行星科学这一广博而激情四射的领域,我们就只能管中窥豹了。在本周的学习中,我们将大致检阅太阳系的属性和结构,并回顾我们对太阳系的历史和起源的理解。在最后,我们将会讨论过去十年中那些令人兴奋的发现——数百颗太阳系外行星。
第五周:恒星
我们对恒星都知道些什么,都是怎么知道的?在本节课的开始,我们将会快速检阅被研究得最为透彻的那个恒星,即太阳。接着我们会讲一讲分类、赫罗图和主序星、距离和质量以及体积的测量、双星、星团、经过主序阶段的恒星演化。
第六周:主序后星
恒星演化的最后步骤以及恒星残骸。巨星、白矮星、新星、变星、超新星、中子星和脉冲星。
第七周:相对论与黑洞
本周我们将花大部分时间来理解狭义相对论。接着我们将用定性的方式来说一说广义相对论,并讨论该理论在黑洞、引力透镜效应以及其他一些有探讨价值的现象上的运用。
第八周:星系
本周的内容包括以下四个方面:1、星系结构与分类;2、活动星系核、类星体和耀类星体;3、星系旋转曲线和暗物质;4、星系团和大尺度结构。
第九周和第十周:宇宙学
宇宙作为整体来看,我们如何描述?哈勃膨胀、宇宙大爆炸理论、宇宙微波背景、近期确定的宇宙参数、早期的宇宙物理。这节课会讲到这些。


推荐阅读材料
在天文学中,有很多既重要又有趣的事例可供学习,而上课作为学习事实的方式效率很低。如果你能读到任何一本市面上写得不错的天文学导论性质的书籍,都能对你产生极大帮助,但这并不一定是必须的。Freedman、Geller和Kaufmann所著的《宇宙》一书就不错,但也有其他类似的书,我不会特别执着推荐任何一本。 http://en.wikibooks.org/wiki/General_Astronomy 这本维基书和课堂中提到的主题相关的维基条目作为阅读材料足够了,http://www.astronomynotes.com/ 这里能免费下载到的Nick Strobel慷慨相助的笔记也很有用。其次,我建议(但不要求)各位在你们的电脑上安装一套模拟天文软件。够我们用的免费软件包括http://www.astrosurf.com/c2a/(只有Windows版本)或http://www.ap-i.net/skychart/。我在本课程中所使用的那套软件,http://astronomy.starrynight.com/,将会为我们课上的学生提供购买折扣。


授课模式
授课模式包括分成每个分别8到15分钟,每周总体3小时的视频讲座。还包括与讲座同步的测验,以及为了帮助你消化学习材料所设计的作业。


常见问题解答
完成这门课程后我能拿到结业证书吗?
能。成功通过本课的学生将会获得由讲师签发的结业证书。

这门课需要我具备大学物理或微积分的知识吗?
不需要。如果你具备以上知识,在课程中会派上用场。但即使不具备,你也绝对可以学习并享受这门课。为了尽可能地保障课程的独立性,我们会上传一些介绍物理原理的关于技巧方面的辅助性说明文档。

这门课难吗?
不难才怪。如果学习方法正确,短短几周之内你就能掌握很多真正让人为之兴奋的科学知识。为此你得付出一定的努力,并开动脑筋思考。这些也理应是充满乐趣的。

这门课需要望远镜才能上吗?
不需要。我既会提出一些裸眼观察的课题,也会提出一些用望远镜观察的课题。如若你能在夜空中寻到一片微暗之处,你既会感到满足又能收获知识。如果此时你有一部望远镜并熟悉操作的话,这两种益处还将放大。但并不是所有人周围都有这样的地点或器材。安装一套天文模拟软件也能让你在显示器上尽享“观测”之乐。

这门课能帮助我提高作为一个观星者的水平吗?
没有直接帮助。我们不会在观测天文学的细节上多花时间。我们会更多地聚焦在天文物体的物理性质上。因此本课程虽然有助于增强你关于观测对象的知识,但未必会提高你的观测技术。


翻译:@蠢猪大王

课程点评 写点评

综合评分:9.0难度:一般

  • 知识量:9.9
  • 教师参与:9.8
  • 趣味性:8.9
  • 课程设计:9.2
  • 干货 1
  • 作业难 1

精彩点评

  • 冰凌幽蓝
    冰凌幽蓝 没能完成

    做为这门高大上课程的字幕组组长……没拿到证书很羞愧……主要是忙着字幕组查资料审核翻译没时间去计算Quiz的题目……而且12WEEK中我只有时间完成4WEEK的Quiz和最后的期末考试……因为做字幕,天文知识掌握不少,初中可以参加天文奥赛去了哈哈……第3次开课我会杀回来的!字幕也会全部完成能够视频观看的!谢谢大家!

  • 原子弹的悲伤
    原子弹的悲伤 没能完成

    对我来说最难的不是学科本身,而是英文字幕,这一项就彻底打败了我。如果中文字幕,那我就彻底打败它。

  • 雷小虎
    雷小虎 已完成

    终于拿到证书了,泪奔! 学这门课的初衷只是想认个星座然后可以在陪老婆在看星星看月亮的时候炫耀一番,没想到进入了一个深不见底的大坑。 课后作业全是计算题啊! 要用牛顿三大定律加开普勒三大定律计算恒星行星运动轨迹啊! 要用多普勒公式计算恒星运动引起的红移蓝移啊! 要计算太阳的辐射能量,估计恒星的表面温度啊! 还要计算恒星坍缩到白矮星,白矮星再坍缩到中子星的能量守恒啊! 不过出于对科学的热爱(以及死要面子装逼),我还是坚持下来了。虽然内容比较艰深,课后作业很难,但是上过这门课以后的天文学知识(包括现代物理学知识)从广度和深度都大大扩展了,非常值! 虽然看上去很难,但是这门课的课后作业是很好的脑力锻炼,其实用到的数学只是高中程度,没有用到微积分,关键是解题思路。而且不用怕,这门课的助教非常棒!会在论坛提供解题思路(在不泄漏答案的前提下),并且耐心地回答学生们的疑惑。 如果你不怕数学,对天文学和物理学感兴趣,有被难题虐的兴趣,强烈推荐这门课!完成以后会让你非常有成就感!

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最新点评

  • Pannn
    Pannn 已完成

    当年是凭着一腔热血开始了这门课,评分知识量9.9⊙▽⊙,还有此等神课?!必须挑战一下。然而事实是。。作为一个物理系的学生,仍然觉得这门课好难。。好难。。当然一部分原因是课前觉得自己有了一定的专业知识肯定只是a piece of cake,然后事实与期望相差太远...老师语速偏快,经常要暂停仔细思考老师的某句话,体会一下深意,然后再继续,这样的结果就是video时间经常超出很多。作业也挺难的,如果video没有理解,作业完全就是mass,有时候累得不行懒得回去重新看video就直接靠刷刷刷把作业刷出来(这一点是这门课唯一人性化的地方了,不设置提交次数)。想要挑战自我的同学,首推这门课,至今想起那段时间仍然心有戚戚焉。。

    2015-12-24 10:41 0
  • Apollo_moon
    Apollo_moon 已完成

    爱好天文问的朋友一定要学这门课,到了后面有点难度,作业也中有大量的计算,但真正的热爱是不介意付出的!

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    2015-05-15 20:19 0
  • wishingbone
    wishingbone 已完成

    This is probably the best astronomy you can get with pre-calculus background. I enjoyed the language and the level of sophistication. The homework is also well designed enabling students to gain additional insight through solving the computation. Could be a bit overwhelming with the amount of information each week but if you have the time to invest you will not regret it.

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    2015-03-21 23:27 0
  • boltma
    boltma 已完成

    老师萌萌哒!!大爱啊,量比较大,但是讨论区有详细的练习题讨论,所以一定能过哒!

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    2015-03-21 17:17 0
  • Grandpa.C
    Grandpa.C 已完成

    专业不是天文但一直很想学,可惜自己学校里没得选,去年看到居然有公开课简直全身舒爽! 然后…个人觉得这门课课程信息量还挺大的,而且老师不仅语速有点快还经常基于ppt的内容拓展好多……前面几周的内容还有点轻松,因为我本身也是学理科的所以那些基础物理数学什么的问题都不大,中间几周讲恒星啊星系什么的也还行,虽然对我来说是全新的知识但是感觉他是以介绍概念为主,内容也比较直观,我也跟得上。但是!自从进入第十周事情就有些不大对头……从广义相对论开始我就跪了,越来越难理解,他用大片时间讲数学讲推导讲运算,但我到头来理解的也只有概念而已orz,总之我后三周就一直是=口=|||的状态,虽然每周视频只有三个小时上下,但到后来为了听明白记全再加写作业得花八九个小时吧嗯= =当然不排除是我效率低的原因,而且就这样我也没全懂。好在最后几周讲的虽然难但作业反而不难,就算没听懂也能做对_(:з」∠)_ 无论如何这是一门好课,上完了很有收获。现在再看一些之前只觉得高大上的星空图片或有关天文学上新发现的新闻能反应出来“啊这不是那个啥啥”,感觉自己也变得吊吊的了呢~(・ω・)~

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  • 鸭肉不好吃
    鸭肉不好吃 已完成

    喜欢读科幻,有机会好好学习基本的天文学知识真是太好了!(其实是被老师头像勾进来的啦,好仙~) 事实证明这门课正如它的名字一样高大上,知识量超级大,零基础表示实在是太太太太太难了......尤其最后几周的相对论和宇宙学,简直太可怕,导致我最后4个考试只完成前3个,呜呜呜。 Ronen老师属于那种稳健派的儒雅学者,论坛TA们也超级nice,帮助我解决了无数的作业问题><

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  • e的i次方
    e的i次方 已完成

    目前为止最喜欢也学得最认真的一门课,认真做了每一周的笔记。不得不说这门课干货满满,任务量还是比较大的,一周大约3个小时的视频,而且到后面几乎都没有中文字幕了(其实前面的翻译也有不少问题)。好消息是中间有两次休息,week4和week9,这两周教授会在google+上和学员在线交流一小时。 这门课偏重物理,有三周的内容(week2,3,8——牛顿力学、现代物理学、相对论)主要在讲物理问题。如果你的目的是提升观星技巧、了解有没有外星人,那恐怕这门课会让你失望了。顺便说下这门课的老师不是天文学家,而是一个研究弦论的物理学家。 这门课不仅仅是做科普而已,科普往往是结论的陈列,而这门课会在回顾人类探索宇宙的历史的同时引导你自己利用物理工具处理我们的观测数据得出结论。当然实际问题很复杂,我们在课程中处理的都是简化了的模型,这门课只需要高中的数学水平就够了(四则运算乘方开方指数对数,不要求微积分和三角函数)。 课程内容还是很丰富的,从古老的方位天文学到最新的宇宙学。第一周方位天文学对初学者是比较难的,需要一定的空间想象能力,关键要把地平坐标系和天球坐标系的关系理清楚,建议找些直观的图看看,多用用课程中的模拟。第二三周是物理知识,如果有高中数学物理基础应该是比较轻松的。接下来的几周是太阳系、恒星、恒星演化、黑洞,相对论和黑洞的内容可能难一点,不过作业的要求不高。再后面是星系、宇宙学,宇宙学是这门课最难的部分,很多问题不太好理解。 每周有A、B两组作业(最后一周只有A),一组一般8题左右。作业可以提交100次,所以足够你刷到满分,而且这门课有两种计分方式,一种是只看作业,如果作业做得好,最后可以不参加期末考试。另外有一个不计分的Concept Quizzes,感觉对理解一些概念挺有帮助的,推荐有空的同学做做。

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  • 雷小虎
    雷小虎 已完成

    终于拿到证书了,泪奔! 学这门课的初衷只是想认个星座然后可以在陪老婆在看星星看月亮的时候炫耀一番,没想到进入了一个深不见底的大坑。 课后作业全是计算题啊! 要用牛顿三大定律加开普勒三大定律计算恒星行星运动轨迹啊! 要用多普勒公式计算恒星运动引起的红移蓝移啊! 要计算太阳的辐射能量,估计恒星的表面温度啊! 还要计算恒星坍缩到白矮星,白矮星再坍缩到中子星的能量守恒啊! 不过出于对科学的热爱(以及死要面子装逼),我还是坚持下来了。虽然内容比较艰深,课后作业很难,但是上过这门课以后的天文学知识(包括现代物理学知识)从广度和深度都大大扩展了,非常值! 虽然看上去很难,但是这门课的课后作业是很好的脑力锻炼,其实用到的数学只是高中程度,没有用到微积分,关键是解题思路。而且不用怕,这门课的助教非常棒!会在论坛提供解题思路(在不泄漏答案的前提下),并且耐心地回答学生们的疑惑。 如果你不怕数学,对天文学和物理学感兴趣,有被难题虐的兴趣,强烈推荐这门课!完成以后会让你非常有成就感!

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