太阳系漫谈

课程编码：180201070400MX001H 英文名称：Overview of the Solar System 课时：40 学分：1.00 课程属性：公共选修课 主讲教师：李婷

人类现代科学的启蒙很大程度上是从对太阳系的观测开始 的。在牛顿运动方程及万有引力定律的提出过程中，开普勒的行 星运动定律无疑起了重要的启发作用。随着现代科学和技术的出 现，尤其是太空时代的到来，人类对太阳系的探索取得了丰硕的 成果，解开了一个又一个的谜题。另一方面，这些探索活动本身 也为各相关学科的发展做出了巨大贡献。 本课程作为一门通识课程，将有针对性的选择一部分太阳系 研究中引人入胜的观测现象。在介绍这些现象的同时，本课程将 引领同学们从逻辑出发，通过一系列追问，探寻其背后的科学原 理。由于本课程的通识属性，在授课过程中将尽力避免过于复杂 的数学推导——但即使只使用较为简单的数学工具、物理图像和 逻辑推理，太阳系中相当部分观测现象背后的科学本质都可获得 理解。因此，本课程的教学目标绝不仅限于简单的科普，或仅仅 向同学们展示多姿多彩的太阳系，更多的则是借助太阳系这个平 台，展现现代科学研究的逻辑和批判性思维的力量，并培养同学 们独立思考和创新的能力。当遇到未解之谜的时候，我们应该如 何去解决它？ 为了达到这一目标，本课程避免传统的教学方法（例如对太 阳系各大星球逐一进行“观光式”的详细科普介绍），而更多的针对其中包含的科学内容进行分类和组织。在课程的进行过程中， 互动性的提问、思考与回答也将成为课堂的主要部分。 课程要求：出席听课、完成课堂讨论和期末考试。

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第一章 绪论 李婷
第1节 从地心说到日心说 0.5学时
第2节 从开普勒定律到牛顿力学 0.5学时
第二章 天体轨道漫谈 李婷
第1节 谷神星的发现与升降级 1.0学时
第2节 天王星与海王星的发现 1.0学时
第3节 冥王星的发现与降级 1.0学时
第三章 潮汐的力量 李婷
第1节 从涨潮与退潮谈起：潮汐力的本质 1.0学时
第2节 洛希极限与土星环 1.0学时
第3节 天体的潮汐锁定 1.0学时
第四章 太阳系的核心 李婷
第1节 太阳的内部结构 1.0学时
第2节 太阳大气 1.0学时
第五章 太阳活动 李婷
第1节 黑子和活动区 1.0学时
第2节 太阳风暴 1.0学时
第六章 漫游行星际 李婷
第1节 太阳风 1.0学时
第2节 行星际CME 1.0学时
第3节 行星空间天气 1.0学时
第七章 太阳的命运 李婷
第1节 从《流浪地球》谈起 1.0学时
第2节 赫罗图与主序星 1.0学时
第3节 太阳的归宿 1.0学时
第八章 逐梦火星 李婷
第1节 火星早期观测 1.0学时
第2节 火星大气层中的水 1.0学时
第3节 火星的地下冰层 0.5学时
第九章 温室效应与冰室效应 李婷
第1节 温室气体对火星热平衡的影响 1.0学时
第2节 类地行星的气候变迁 1.0学时
第3节 类地行星大气的逃逸 1.0学时
第十章 行星磁层与辐射带 李婷
第1节 电离辐射与宇宙射线 1.0学时
第2节 太空时代的第一个发现：范艾伦辐射带 1.0学时
第3节 磁层——地球的保护盾 1.0学时
第4节 巨行星的磁层 1.0学时
第十一章 向深空进发 李婷
第1节 人造卫星的轨道设计 1.0学时
第2节 旅行者号飞船 0.5学时
第3节 巨行星及其卫星巡礼 1.0学时
第4节 日球层顶与终止激波 0.5学时
第十二章 行星的内部结构 李婷
第1节 类地行星的内部结构 1.0学时
第2节 重构巨行星的内部结构 1.0学时
第十三章 太阳系的形成 李婷
第1节 重力坍缩：原始太阳与原行星盘的形成 0.5学时
第2节 冻结线与巨行星的形成 1.0学时
第十四章 系外行星 李婷
第1节 系外星系的形成 0.5学时
第2节 系外行星的探测 1.0学时
第十五章 太阳系中的小天体 李婷
第1节 太阳系小天体巡礼 1.0学时
第2节 小行星的分布与轨道演化 0.5学时
第十六章 外星生命之谜 李婷
第1节 太阳系中的宜居星球 1.0学时
第2节 系内与系外宜居带 0.5学时
第3节 搜寻外星文明 0.5学时

李婷，中科院国家天文台研究员、中国科学院特聘研究员、中国科学院大学岗位教师。主要从事太阳爆发活动的演化过程和触发机制研究，曾入选中科院青年创新促进会和中国科协青年人才托举工程。获得国家优秀青年科学基金资助，主持中国科学院B类向导专项课题。迄今在国际著名天文期刊上发表论文60余篇，引用一千余次。