具体描述
青少年科学素养提升系列：探索未知的宇宙（高中必修） 图书信息： 书名： 青少年科学素养提升系列：探索未知的宇宙（高中必修） 适用年级： 高中一年级（必修） 学科领域： 综合自然科学（侧重天文、物理基础） 图书定位： 旨在系统性地构建高中生对现代宇宙学、天体物理学以及基础物理学在宏观尺度上应用的认知框架，激发对前沿科学的探索兴趣。 --- 内容概述与编写理念 本书并非传统意义上的学科教材，而是一本面向高中一年级学生的跨学科、前沿导向的科学素养拓展读物。我们深知，随着科学技术的飞速发展，当代青年需要的不仅仅是学科知识的熟练掌握，更重要的是一种科学思维方式、对复杂系统进行逻辑分析的能力，以及对人类在宇宙中位置的深刻理解。 本册《探索未知的宇宙》专注于两大核心模块：宏观世界的物理基础与现代宇宙学的奇妙旅程。我们力求用高中阶段已有的数学和物理基础（如牛顿运动定律、基础能量概念），去理解那些看似遥不可及的宇宙现象。 编写理念的核心在于“从已知到未知，从基础到前沿”： 1. 知识的系统性： 确保内容衔接高中物理必修一、二中的力学和运动学部分，将理论知识应用于更广阔的尺度上。 2. 思维的启发性： 大量引入科学史上的关键实验、思想模型（如相对性思想的萌芽、引力本质的探讨），引导学生进行批判性思考和假设构建。 3. 视觉的震撼性： 配备大量由专业天文机构提供的最新、高分辨率的宇宙图像、星系演化图表和数据可视化模型，增强阅读的沉浸感和直观理解。 --- 第一部分：宏观世界的物理基础——重力、尺度与运动 本部分是理解宇宙现象的基石，重点在于将地面上的物理定律外推至太阳系乃至银河系尺度。 第一章：尺度的概念与度量体系 时空的相对性初步： 讨论传统欧几里得空间观的局限，引入光年、秒差距（Parsec）等天文单位的定义与换算，帮助学生建立对宇宙尺度的直观感受。 信号与延迟： 探讨电磁波（光）的传播速度有限性，解释我们观测到的天体实际上是它们过去的影像，引出“时间机器”的概念。 人类观测能力的极限： 分析不同波段电磁波（射电、可见光、X射线等）如何揭示宇宙的不同层面，介绍地面和空间望远镜的基本原理。 第二章：万有引力定律的深化应用 开普勒定律的几何本质： 不仅复习开普勒三大定律，更深入探讨它们如何从牛顿的万有引力定律中推导得出，强调“力”与“轨道”的内在联系。 引力势能与逃逸速度： 计算不同天体表面的逃逸速度，解释火箭发射需要克服的能量障碍，这是对能量守恒定律在复杂引力场中的实际应用。 潮汐力的成因分析： 详细剖析月球和太阳如何对地球造成潮汐现象，并延伸讨论其对某些天体（如木卫二）内部活动的影响，揭示引力在天体内部构造中的作用。 第三章：天体系统的动力学与稳定性 双星系统的质心运动： 介绍如何通过观测双星系统（包括不可见伴星）的运动规律来推算其质量，这是现代恒星物理学中测量恒星质量的关键方法。 星系的旋转曲线问题（定性引入）： 提出星系中外围恒星的运动速度过快，超出了可见物质所能提供的引力范围，为后续学习暗物质概念埋下伏笔。 稳定的轨道结构： 分析太阳系中行星、小行星带、柯伊伯带的形成与长期稳定性，介绍拉格朗日点（Lagrange Points）的物理意义及其在空间任务中的应用价值。 --- 第二部分：现代宇宙学的奇妙旅程 本部分将视野拓展到恒星的生命周期、星系的形成以及整个宇宙的演化历史。 第四章：恒星的诞生、生命与死亡 星际物质与分子云： 探讨恒星形成的“摇篮”——低温高密度的分子云，介绍引力坍缩的触发机制。 主序星的能量来源： 深入探讨恒星内部的核聚变过程（质子-质子链反应和CNO循环），解释为什么恒星能够稳定发光数十亿年。 恒星的终极归宿： 分类讨论不同质量恒星的死亡路径：白矮星、中子星（包括脉冲星现象的介绍）以及黑洞的引力坍缩。重点分析史瓦西半径的概念及其物理含义。 第五章：星系的结构与演化 银河系的结构剖面： 详细介绍我们所处的银河系的各个组成部分：银盘、核球、光晕，并解释如何利用多波段观测确定这些结构。 星系的分类与形态： 介绍哈勃序列（螺旋星系、椭圆星系、不规则星系）的形成与演化假说，探讨星系合并在宇宙结构形成中的核心作用。 星系团与宇宙网： 将视野扩大至星系团（如室女座超星系团），初步介绍大尺度结构——宇宙网的形成，强调引力在组织这些宏观结构中的决定性作用。 第六章：宇宙学的宏大叙事 背景辐射的发现与意义： 详细介绍宇宙微波背景辐射（CMB）的原理和历史地位，它如何成为“大爆炸”理论最强有力的观测证据。 宇宙的膨胀与哈勃定律： 重新审视红移现象，解释宇宙并非在空间中膨胀，而是空间本身的膨胀，并计算出哈勃常数所揭示的宇宙年龄的近似值。 暗物质与暗能量的谜团： 探讨当前天文学面临的两大未解之谜。暗物质如何通过引力效应（如星系团引力透镜）被间接“看到”，以及暗能量如何驱动宇宙加速膨胀，为学生对接下来的高中选修内容做好铺垫。 --- 附加与特色板块 科学思想档案： 每章后附带一个“档案”，介绍一位对宇宙学有重大贡献的科学家（如伽利略、惠更斯、勒梅特、哈勃等），着重分析他们的科学方法论而非仅仅是结论。 动手模拟实验室（计算部分）： 包含基于Excel或简单编程工具的模拟练习，例如计算不同初速度的物体在地球和月球表面的运动轨迹，或者利用简化模型模拟星系的引力作用，强化计算思维。 展望未来： 探讨当前正在进行的前沿项目，如詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）的观测目标，以及对系外行星搜寻的最新进展，鼓励学生将所学知识与未来科技发展联系起来。 --- 总结： 《青少年科学素养提升系列：探索未知的宇宙》是一扇通往宏大宇宙的窗口。它不要求学生掌握高等数学工具，而是要求他们以严谨的逻辑和开放的思维，去迎接物理学和天文学中最激动人心的挑战——理解我们身处的这个广袤、动态且充满未知的时空。通过本书的学习，学生将建立起一个扎实、现代的宇宙观。
作者简介
目录信息
读后感
评分
评分
评分
评分
评分
用户评价
评分
评分
评分
评分
评分
相关图书
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2026 book.wenda123.org All Rights Reserved. 图书目录大全 版权所有