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寫給孩子的天文課 版權(quán)信息
- ISBN:9787218146966
- 條形碼:9787218146966 ; 978-7-218-14696-6
- 裝幀:一般純質(zhì)紙
- 冊數(shù):暫無
- 重量:暫無
- 所屬分類:>>
寫給孩子的天文課 本書特色
新奇有趣:童趣解說天文知識,趣味不可擋 課堂延伸:設置“天文加油站”,輕松拓展孩子知識面 輕松理解:圖文并茂,直觀呈現(xiàn)神秘的宇宙
寫給孩子的天文課 內(nèi)容簡介
太陽為什么會發(fā)光?月亮為何會陰晴圓缺?星星是如何命名的?黑洞是個貪婪怪 獸嗎?我們在宇宙中的什么位置?本書由來自上海天文臺的研究員撰寫,他們結(jié)合 多年天文探索和知識普及的經(jīng)驗,用深入淺出的寫作方式,細致剖析了有關(guān)行星、 恒星、星座等天體及其觀測的重要知識;運用各種奇思妙想和讓人意想不到的分析, 為青少年解密科學謎題、解析科幻故事,激發(fā)青少年對學習科學知識產(chǎn)生更濃厚的 興趣,讓小讀者學會活學活用科學知識。
寫給孩子的天文課 目錄
**章??宇宙“中心”和“兩暗”
宇宙中心的秘密...........................................3
看不見的神秘物質(zhì)......................................10
一直仰望星空.............................................17
第二章??天文學家的“工具”
光的秘密....................................................22
引力波的“前世今生”..............................31
了不起的中微子.........................................39
第三章??重識“老鄰居”——月球
我們熟悉且陌生的月亮..............................50
罕見的月食現(xiàn)象.........................................60
超級藍色紅月亮.........................................65
奇妙的日食現(xiàn)象.........................................71
第四章??奇妙的太陽系之旅
太陽系誕生記.............................................82
太陽系的“主角”.....................................92
光子的坎坷旅程........................................98
不寧靜的太陽大氣...................................101
性格迥異的行星......................................107
小行星真的小嗎?...................................116
彗星和流星體..........................................120
天文學們?nèi)绾翁剿魈栂担?...................126
第五章??不可不知的恒星之謎
什么是恒星?..........................................138
天上有多少顆恒星?.................................141
恒星在天球上如何分布?..........................143
恒星在宇宙中如何分布?..........................145
恒星都是一樣的嗎?.................................149
恒星是恒定的嗎?.....................................154
恒星是怎樣形成的?.................................158
第六章??遨游星系世界
銀河系的故事............................................166
發(fā)現(xiàn)河外星系............................................173
星系、恒星與碰撞.....................................189
解密黑洞...................................................193
寫給孩子的天文課 節(jié)選
光子的坎坷旅程 我們平常看見的太陽表面是光球?qū)樱馇驅(qū)邮鞘裁茨兀抗馇驅(qū)邮翘柎髿庀路降膮^(qū)域,它 輻射出大量可見光波段的光子,是我們?nèi)庋?容易看到的表面,這正是我們平常所看見的太陽 光的來源。光球?qū)拥暮穸炔怀^500千米,小于太陽半徑的千分之一。 我們難以直接觀察到光球?qū)右詢?nèi)的太陽內(nèi)部。但是,正如通過研究地震波來推斷地球的內(nèi) 部結(jié)構(gòu)一樣,我們也可以用研究太陽內(nèi)部的壓力波來推斷太陽內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。 距離太陽中心不超過約20萬千米(相當于太陽半徑的2/7)的區(qū)域是太陽的核心,那里密 度很高,是水密度的150倍,溫度高達約1500萬開爾文(絕對溫度)。太陽90%的質(zhì)量都是處 于距離太陽核心0.5倍半徑區(qū)域內(nèi),由此可見,太陽核心的密度之高。太陽的核心區(qū)是太陽內(nèi) 核聚變的區(qū)域,能產(chǎn)生大量高能伽馬射線光子,光子的“旅途”起點便是這里。 太陽的核心區(qū)是電子和質(zhì)子的“鬧市區(qū)”。光子在前進過程中,會與電子、質(zhì)子發(fā)生散射, 近似于碰撞,每次的散射都會導致光子前進的路線發(fā)生偏折,造成光子能量有所損失。量子力 學告訴我們,光子更喜歡(有更高的概率)與電子發(fā)生散射;如果僅粗略估計,光子與質(zhì)子之 間發(fā)生的散射幾乎能忽略。 行進過程 我們可以想象,一個光子在行進過程中,被臨近的一個電子散射,方向發(fā)生改變,能量減 小了一部分,又遇到另一個電子,能量再次受損,接著又遇到多個電子,經(jīng)歷相似的遭遇。但 是,不管道路如何艱難,光子從未停止前進的腳步。 到了輻射層,情況變得更加復雜了。輻射層是距離太陽核心大約20萬千米到50萬千米的 區(qū)域,溫度較核心區(qū)有所降低,但依然高達幾十萬開爾文,粒子密度依然很高,而且粒子種類 多了核心區(qū)罕見的原子。在原子中,電子是被束縛住的。光子到達這里后,如果遇到原子,就 會被原子吸收。它就像一個英雄,會把束縛的外層電子從原子核的束縛中解救出來,成為自由 電子。雖然原來的光子被吸收了,但這個過程會輻射出一個能量更低的新光子。 經(jīng)過多次吸收和輻射,光子終于來到對流層。由于光子的能量遠大于原子中束縛的外層電 子的能量,所以光子與原子的相互作用,表現(xiàn)得就像光子與電子的散射過程。我們?nèi)匀豢梢詫? 光子被吸收再輻射這個過程比擬成光子在隨機行走。 光子終于到了位于輻射層之外的對流層,對流層距離太陽核心大約50萬千米至70萬千米。 這里的溫度比輻射層溫度更低,物質(zhì)也沒有輻射層的物質(zhì)密度高。這里會產(chǎn)生熱對流,就像水 壺燒水時水會上下翻滾一樣,對流層中的物質(zhì)一旦到達對流層外圍,溫度降低,就會切入對流 層的底部,從下面的輻射層獲取更多熱量。 光子到了對流層,相對于在輻射層的它,向外傳播的速度已經(jīng)有所降低。等抵達光球?qū)訒r, 光子早已不是核心區(qū)產(chǎn)生的高能伽瑪射線光子了,已經(jīng)“歷練”成能量更低的可見光、紫外線 光子,并獲得了自由,以光速向四面八方傳播。 實際上,沒有人知道一個光子從誕生那刻到抵達光球?qū)拥耐局校嬲?jīng)歷了什么,上文只 是形象地介紹光子可能會遭遇的事情,諸如在核心區(qū)和輻射層被粒子多次散射、在輻射層可能 被原子吸收、在對流層進行傳播等。 對于這類問題,更好的做法是進行統(tǒng)計和群體處理。太陽的半徑為70萬千米,如果沒有太 陽內(nèi)部帶電粒子和原子的影響,光子只需要2秒多便可傳播至光球?qū)樱鴮嶋H上平均需要10 萬年才能傳到表面。光球?qū)拥倪@些光子以光速傳播,抵達地球需要8分20秒。 也就是說,我們此刻感受到的太陽光是太陽光球?qū)?分20秒前發(fā)出的光子,而這些光子的 前身卻是約10萬年前產(chǎn)生的高能光子。能量巨大的核反應“熔爐”中發(fā)出的高能光子,經(jīng)歷 70萬千米的“坎坷旅途”與我們見面,給予我們光明和溫暖。
寫給孩子的天文課 作者簡介
左文文,天體物理博士,上海天文臺副研究員,從事科研和科學傳播工作。研究方 向主要包括類星體的光變、高紅移類星體的黑洞質(zhì)量測量、黑洞與寄主星系的共動 演化,曾策劃基于科研進展的“天問智慧360”科藝展覽等。
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