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天文学的定义范文1
关键词: 数学建模;天体运动模型; 天文学; 高度角
文献标识码: A 文章编号: 20958153(2015)06010803
太阳,地球,月球是一个复杂的运动系统,在适当简化的基础上,根据现有的天文学知识,建立数学模型描述三者相互运动规律。对“月上柳梢头,人约黄昏后”的诗句进行天文学及数学上的解读――定义两者高度角,力图预测出“此情此景”再现的时间与地点,为建立人文知识与现代科学知识之间的互通互融,做一次有意义的尝试。
一、建模题目[1]
“月上柳梢头,人约黄昏后”是北宋学者欧阳修的名句,写的是与佳人相约的情景。请用天文学的观点赏析该名句,并进行如下的讨论:
(1)定义“月上柳梢头”时月亮在空中的角度和什么时间称为“黄昏后”。根据天文学的基本知识,在适当简化的基础上,建立数学模型,分别确定“月上柳梢头”和“人约黄昏后”发生的日期与时间。并根据已有的天文资料(如太阳和月亮在天空中的位置、日出日没时刻、月出月没时刻)验证所建模型的合理性。
(2)根据所建立的模型,分析2016年北京地区“月上柳梢头,人约黄昏后”发生的日期与时间。根据模型判断2016年在哈尔滨、上海、广州、昆明、成都、乌鲁木齐是否能发生这一情景?如果能,请给出相应的日期与时间;如果不能,请给出原因。
二、模型假设与符号说明
1.模型假设
(1) 假设以地球为运动参照系(地球不动);
(2)假设太阳相对地球作圆周运动,如图1示;
(3)假设月球相对地球作圆周运动,如图1示;
(4)假设各地点海拔一样(忽略海拔);
(5) 假设月球对地球的赤纬角不变(取实际变化的平均);
(6) 假设地球大气层对光线没有影响。
2.符号说明
θ1―月对地相对转角(时角);
θ2―日对地相对转角(时角);
h1―月球高度角;
h2―太阳高度角;
ψ1―月球方位角;
ψ2―太阳方位角;
t―从某开始时间到另一结止时间的时长(小时);
α1,α2―某一地点某一时刻月亮,太阳的初始转角(时角);
―目标点纬度。
三、 模型建立与求解
1.定义说明
(1)高度角h1,h2:目标点处的视线与地平面夹角[2];
(2)方位角ψ:目标点处的视线在地平面上的投影与东西线夹角(注:天文学上定义为正南为0,向东为负,向西为正)①;
(3)“月上柳梢头”定义为月球高度角h1=40°±5°;
(4)“黄昏后”定义为太阳高度角h2=-15°±5°。
其中h1与θ1,h2与θ2角度关系与目标点纬度有关,具体计算在下文中给出,图2为简化示意图。
2.建立转角及高度角函数θ(t)
(1)月球运行函数
注:月球的赤纬角在0到18.3度之间,取平均约为π20弧度
δ=0.3723+23.2567Sinθ+0.1149Sin2θ-0.1712Sin3θ-0.758Cosθ+0.3656Cos2θ+0.0201Cos3θ(单位为度)
上式中, N-N0=当年的累计天。
(3)“月上柳梢头”月球高度角条件:35≤h1≤45
(4) “黄昏后”太阳高度角条件:-10≤h2≤20
(5)时间条件:在下午18:00以后,20:30之前。
3.模型求解
(1) 问题1求解
以故事的发生地开封(114.3,34.8)为例,给出2015年8月25日 6:00开始(这天为农历正月初一,按农历历法,这一天月球近似在太阳与地球的连线上,月球的时角与太阳的时角相同,方便确定初始转角)50天内,符合“月上柳梢头”定义的日期及时间集合,用Mathematica编程,计算出日期与时间如下表:
查询有关天文数据表中数据基本已发生的事实吻合,区别是第5行数据,对应的是2014年农历八月十五晚8点,是中秋佳节,诗中的情景发生在元宵节,应该是一次情景再现。
修改程序中的高度角过滤条件改为±0.5度,并减小步长到6分钟,可以列出一些城市的日出日没、月出月没近似时刻。Mathematics程序计算部分结果如下表2:
经查询,表2中日出日没、月出月没的时间误差约有10―15分钟,约为步长的两倍,考虑程序的计算开销,没用更小的步长计算到更接近于0的高度角对应的时间,这也是误差产生的原因之一,所以模型建立比较合理。
(2)问题2求解
2016年北京地区“月上柳梢头,人约黄昏后”发生的日期与时间如下表3
分析表3数据,北京地区平均每月有3到4次“月上柳梢头,人约黄昏后”情景发生,与开封市2015年的情况较接近。其他不同经纬度地区发生该情景统计如表4。
由计算数据表明,此情景主要发生在中纬度地区,高纬度的“哈尔滨”、“乌鲁木齐”,低纬度的“广州”没有发生。其实还有很多其它天文地理现象,如:日食、月食现象,地球表植被情况都呈纬度“带状分布”,这当然与地球、太阳与月球的相互运动规律有关。
四、模型评价
本文模型简洁,算法直观,容易编程实现,便于应用,能帮助我们对天体运动的理解。充分利用Mathematic进行编程求解,所得误差较小,数据准确合理,Mathematic强大的日期函数处理功能,使输出结果可读性强。逐步优化,设计模型,得到了较好的结果。
[参考文献]
[1]全国大学生数学建模竞赛组委会.2015高教社杯全国大学生数学建模竞赛(CUMCM)题目C题[EB/OL].[2015-09-11].http:///.
Analysis on Mathematical Model of “The Moon Hung above the Willow Tree”
LI Bo,WANG Yanting,CHANG Xingxing
(Common Courses Department,Hubei Industrial Polytechnic,Shiyan 442000,China)
天文学的定义范文2
旷远的天空总能令人生出宗教感与历史感,因此,一个关于天空、关于星星的故事永远不会只有科学、只有望远镜。正像达娃・索贝尔在她的书里所写的:“哪怕在科学研究面前显露出本来面目,哪怕在茫茫宇宙中屡见不鲜,行星还是会在人类情感中稳占一席之地……那些旧时的神灵和鬼怪们,过去是――现在依然是――激发人类灵感之光的源泉。是夜晚的漫游者,是家园风光中那道遥远的地平线。”而她想要做的就是尝试从“行星的多重文化含义”的角度入手,以引导“非科学家读者对太阳系展开一次探索”。所以,尽管她的书以“行星”为题,书写的却不只是天文学家的天空,而是我们看到的行星世界:每一颗行星都是一个完美的世界,它们都有各自不同的经历、“性格”与“气质”,又因为观看者的不同而呈现出不同的样貌。从这种意义上来说,此书中译本将书名The Planets译作《一星一世界》倒是很有些传神,让人不由得先就跟着胡思乱想了一番。
天文学家托勒密在他的《至大论》中曾经这样写道:“我知道,我本凡夫俗子,朝生而暮死。但是,当我随心所欲地追踪众天体在轨道上的往复运动时,我感到自己的双脚不再踏在地球上,而是直接站在天神宙斯面前,尽情享用着诸神的珍馐。”大约对于自古以来凝望星空的人们来说,正是这种长久的凝望成全了内心深处想飞的渴望。不过。尽管他们都“飞翔”在同样的夜空,但看到的却是完全不同的图景,这不仅因为他们揣着各自不同的理想,还因为天上的那些“大家伙”实在古灵精怪、难以捉摸。比如那个名叫墨丘利的速递员,在离太阳最近的轨道上发足狂奔,这个位置让他总是隐身在太阳的光芒中,结果惹得一众天文学家对他的行踪大伤脑筋。难怪法国人弗拉马利翁嗔怪他道:“墨丘利是窃贼之神,他的同伴也像匿名刺客一般,偷偷摸摸地溜走了。”于是,从托勒密、哥白尼、第谷、开普勒,到牛顿、爱因斯坦,追踪水星的一举一动成了每个时代最聪明的大脑们“飙”脑子的演练场。因此,当抓捕行动最终在爱因斯坦的手中画上完满的句号之时,他给一位同事写信说:“你能想象我在证明了水星的近日点运动方程正确无误之后有多开心吗?我兴奋得好几天说不出话来。”
但天空又不只是成全人类梦想的演练场,它还是人类内心的某种映射。我有个小朋友曾经毫不客气地评价“托勒密叔叔总是喜欢瞎想人瞎但又总是想得很不靠谱”,但是平心而论,这个评价不仅有“事后诸葛”之嫌。而且实在是刻薄了些。无论如何,渴望飞翔的托勒密叔叔都可以算得上是一个大才子。他一直忠实于自己内心唯美的理想,并且为此付出了牺牲完美的代价。这从他的天文学中可见一斑:他的目光不仅慢慢地穿透了天球,同时也没忘了给自己脚踏着的地球以必要的关照,更重要的是。他明白“没有天文学就谈不上地理学”。虽然很多人相信托勒密和他同时代的人都安详地居住在宇宙中心而从不做非分之想,但仅就这一点来推断,托勒密其实是一个内心颇不宁静的人。因此当关于水星墨丘利的故事结束之后,他注定还要在“地球”这一幕中再次成为“男一号”。不仅如此,他和他的地图还成为某种象征:尽管人类望向宇宙的眼睛越来越深、越来越远,对周遭环境的认识越来越复杂,但是正如作者在书中所言。“我们能捕捉到的也只不过是当前这一刹那的自我意识,就像托勒密的地图一样”。即使望远镜越做越大,探测器越飞越远,我们与托勒密叔叔在精神气质上其实一脉相承、同声同气。
所以,当夜晚的灯光淹没了最后一片星空,正在远离我们而去的不仅是星星,还有和星光一起闪动的心灵。灯光让我们不再依赖于太阳的光芒。钟表让我们不必再昼测日影、夜观星象。人的世界与星星的世界就这样从此别过,不再受制于宇宙这个天才的钟表匠,人似乎也凭空多了些自满。但是,这种自满是如此脆弱,因为阴晴寒暑终究是我们无法摆脱的环境。“尽管原子钟在计时精度方面确实胜过行星运动,但是它还得服从不太精确的星球,并据此拨准时间。如果春天我行我素,该降临时就降临,就算我们能判断出地球少计了1秒,这种自鸣得意的本领又有什么用处呢?”――这就是家园感的失而复得了吧。依然地,与情感有关。
天文学的定义范文3
和所有文化现象一样,数学文化直接支配着人们的行动。孤立主义的数学文化,一方面拒人于千里之外,使人望数学而生畏;另一方面又孤芳自赏、自言自语,令人把数学家当成“怪人”。学校里的数学,原本是青少年喜爱的学科,却成为过滤的“筛子”、打人的“棒子”。优秀的数学文化,会是美丽动人的数学王后、得心应手的仆人、聪明伶俐的宠物。伴随着先进的数学文化,数学教学会变得生气勃勃、有血有肉、光彩照人。
下面从弧度制的引入和对数的发明方面谈谈数学发展的相关历程,期待学生能从中体验到数学文化和数学思维的魅力。
一、弧度制的引入
阿耶波多(Aryabhata Ⅰ,476―550年)是现在知道的印度最早的数学家和天文学家,1976年,为纪念阿耶波多诞生1500周年,印度发射了以阿耶波多命名的第一颗人造卫星。他只有一本天文数学著作《阿耶波多历数书》(499)传世。该书突出的地方在于对希腊三角学的改进。
改进主要有:
①把半弦与全弦所对弧的一半相对应(如图1),成为今天的习惯。
②引入了弧度制
阿耶波多将圆周分为360度,又采用60进制将1度分为60分,这样将整个圆周分为21600分。再由2πr=21600,可得半径r=3437.747(取圆周率π≈3.1416),定义取整定半径为r=3438分,这样就统一了半径和圆弧之间的单位。原来托勒玫(古希腊)三角学中有两套单位。30度弧对应的弦值是30个半径单位(半径长的1/60为一个单位),30度是圆弧的单位。1度是圆周之后,3°45′=225分,因而引入了弧度制。
现代弧度制是欧拉在《无穷小分析引论》(1748)中倡导的,他是以半径为单位1来当统一单位,这样圆周为2π单位。
③他还给出了第一象限内间隔3°45′(即 )的正弦差值表。如sin30°=1719,sin45°=2431等。
弧度制的精髓就在于统一了度量弧(后来的角)与半径的单位,从而大大简化了有关公式及运算。
二、对数的发明
9710.3265÷2.1829=?
没有什么比大数的乘、除、开平方或开立方运算更让数学工作者头痛,更阻碍计算者了。这不仅浪费时间,而且容易出错。因此,我开始考虑怎样消除这种障碍,经过长时间的思索,我终于找到了一种漂亮的简短法则……――《奇妙的对数定理说明书》
1614年,苏格兰的贵族数学家纳皮尔(J.Napier,1550-1617)出版了《奇妙的对数定理说明书》小册子,给出了一种新的计算乘法的方法,即对数方法:如若计算y1,y2,先把y1,y2写成y1=a ,y2=a 的形式,其中a=107,e为自然对数的底,再求x1+x2,然后计算a2 即可。
书中借助运动学,用几何术语阐述了对数方法。如图2,假定两点P,Q以相同的初速度运动。点Q沿直线CD作匀速运动,CQ=x;点P沿直线AB(长度为107单位)运动,它在任何一点的速度值等于它尚未经过的距离(PB=y)。令P与Q同时分别从A,C出发,那么,定义x为y的对数。后人称为纳皮尔对数:Naplog。利用对数,纳皮尔制作了0°~90°每隔1′的正弦的对数。
纳皮尔对数方法公布之后,引起了很多人的兴趣,认为此方法可以很好地解决大数乘法问题,因而传播开来。
没过多久,英国数学家布里格斯(H.Briggs 1561―1631年)与纳皮尔合作,又将纳皮尔方法中的自然常数e改成了10,这样就更方便了,因而产生了我们今天的常用对数。
常用对数是如此好用,以至于不久就被广泛用到了当时的天文学中,后来拉普拉斯曾说:“对数的发明以其节省劳动力而延长了天文学家的寿命。”阿拉伯数字、十进制和对数被称作数学计算方面的三大发明。
天文学的定义范文4
《时间简史》读书笔记1
随着时光的不断流逝,你可曾想过,时间是否会有源头?过去的时光在哪里停止,未来的时间又从哪里是出发?《时间简史》这一书将会带你思索,让你领略宇宙的神奇。不由分说,黑洞和宇宙爆炸是整本书的重点。
读完整本书,我们知道,黑洞并不是爱因斯坦说的那样。其实,黑洞不黑。书中写道他假设如果存在一空间的曲率非常大,物体的逃逸速度非常快,快到连光也不能逃离这样的空间。那么这样的空间可以称之为“黑洞”。但他认为既然连光也不能逃离黑洞,那么我们也无法观测到它,它名副其实是一个非常黑的洞。但霍金结合了爱因斯坦的相对论和量子理论后提出:黑洞其实不“黑”,它可以放射出正反粒子,而且它还有这很高的温度。正因为它放射出的正反粒子互相湮灭了,所以我们很难观测到它。黑洞以极高的速度放射能量,当能量耗尽时则会向宇宙大爆炸那样从一个奇点发生强烈的爆炸,并在宇宙中消亡。
黑洞只是宇宙的一部分,那么宇宙又是如何产生的呢?
宇宙是从一个密度、时空曲率无限大的奇点通过大爆炸而开始的,在大爆炸中,物质的温度非常高。在随后过去的一秒钟中,宇宙的温度急剧下降,下降到100亿摄氏度,于此同时也在不断地膨胀,就使得正电子和反电子(带正电荷的电子)互相碰撞以此湮灭,并释放出大量光粒子,来维护宇宙的平衡。到了后来,得以有强力的作用从而使物质不断聚拢,聚拢,这就形成了古老的星球和星际物质。我们的地球,也是通过这样的物质聚拢才形成的。
也许人类在整个宇宙中是十分渺小的,但霍金用他被禁锢的身躯,在宇宙中畅游,,他凭借自己的智慧,向真理发出了挑战,为人类的进步作出了巨大的贡献。
读完整本是,我感叹道:面对浩瀚的大海,我只是发现了岸旁的一粒沙子。面对广阔无垠的大海,仍需我们努力的探索啊!
是不是每个人都想知道我们生活的这个世界到底是怎么来的?又将走向何处?是不是每个人也都想知道生命如何产生?又有何意义?
我们迷惑,而又不知道使我们迷惑的是什么?我们劳累,而又不知道我们是在为谁而学习?我们寻找幸福,可是幸福在那里,它又是什么?
如果没有这个宇宙就不会有这一切。大家寄希望于《时间简史》会告诉我们一切,因为里面讲述的正是宇宙的起源,和可能有也可能无的终结。虽然我没有看明白,可是知道这里面也没有一个明确的答案。
我记得在上高中时,班里有一个入学成绩第一的男生。他有点与众不同。当人家都在学习的时候,他天天思考生命是怎么回事,“我”是什么?想不明白,就问老师。很多人都觉得这人真不正常。可是,如果稍微想一想,自己是不是活得很明白呢?
当然,最后那位仁兄自己也没想明白。笑话他的人也自不必说。其实人类对自己的思考,和对宇宙的思考是分不开的。可以说,这类问题在中国古已有之。伟大的爱国诗人屈原就曾作过《天问》,苏轼也有“明月几时有?”的思考。
头段时间,有位学者在我们学校给高三学生做报告。他讲快乐学习,学习快乐,其实很好理解。因为每个人的求知欲是天生的,人们从小在心里都有一个为什么。只是有的人在别人的嘲笑声中,越来越没问题了。可是,求知欲还是存在于每个人的心中。
每个人都想了解自身,弄清这个寄身的宇宙。
《时间简史》读书笔记3
宇宙是怎么产生的呢?很多人一直都被这个问题所困扰,当然我也不例外。为了解决这个问题,我带着好奇心在寒假中阅读了《时间简史》一书。《时间简史》一书是一部关于“宇宙”的书籍。当我翻开这部书时,我就仿佛走进了宇宙,在宇宙中游历。不知不觉,我已经读完了这本神奇的书。读完这部书,我深有感触,尤其是第6章讲的“黑洞”。让我久久不能忘却……
?“黑洞”这一词相信大家都并不陌生。但是又有几个人真正了解“黑洞”呢?我想绝不会有很多。在《时间简史》这本书中当然也介绍了“黑洞”,时间简史用通俗的语言告诉了我们“黑洞”的定义:超强的引力以至于光都无法照射便被吸回的空洞就叫黑洞。连光都无法照射出来!我这才感受到了黑洞的力量。当我真正了解“黑洞”知道了“黑洞”的定义时,我不禁赞叹道:这就是科学啊!真厉害!
是啊!这就是科学,是它让我们知道深海底下有什么?是它让我们感知到宇宙!浩瀚无垠的宇宙!是科学充实了我们的生活!是科学让我们的生活变得多姿多彩!我们应该感谢科学,感谢那些为科学在奋斗的科学家们!
众所周知,爱因斯坦的狭义相对论规定,真空中的光速是宇宙中一切物体运动速度的上限。在我看来,就是一切有正质量的物质都只能无限接近于光速而不能到达,就更别提超越了。
读了《时间简史》这本书,我才真真正正感受到了科学。科学是无止境的,科学能够探索宇宙,深海等等等等。我相信,科学一定会越来越发达,拨开未解之谜的迷雾,为人类造福!让人类的生活更加多姿多彩,五彩缤纷!
《时间简史》读书笔记4
其一是宇宙大爆炸的理论,在书中作者并没有在具体细节处给予精确数字,我将帮作者来完善。比如文中提到宇宙大爆炸发生1秒种后温度降为100亿度,而我将补充为在宇宙大爆炸前的温度为10的32次方绝对温度。这是经近代高能物理学家所证明的温度。
其二是对于天主教批判伽利略的问题。这其中有一个常识错误,很少人发现。宇宙大爆炸理论现在为多数的科学家所承认,可是,知道世界上第一个提出宇宙大爆炸理论原型的是谁吗?是一个普通的医生,有一晚,他在家中看星空,突然想到了一个问题,如果根据万有引力定律,那么天空的星星应该互相吸引而越来越近,可是为什么人们却没发现星星都聚在一起的现象呢?于是他提出,一定有一种作用力在抵消星球间的引力,于是,这就是宇宙在膨胀扩散理论的第一位提出者。
至于爱因斯坦的相对论提出后,因为他在一开始不敢于真正面对自己的错误,而使他自己放弃了一项伟大的发现,那就是宇宙大爆炸,因为在他的相对论里面,说明宇宙不是在扩大就是在缩小,于是有学者向他提出疑问,他没有面对自己的错误,而是给中间加上了一个宇宙常数,于是,他的相对论便成为了宇宙是恒定的结论,而在若干年之后,另一个天文学家使用当时世界上最先进的天文望远镜(200英寸)观测到了宇宙是在不断膨胀扩散之后,爱因斯坦这才开始面对自己的失误,而又修改了相对论,其实当时他只要真实面对错误的话,会很轻松地计算出宇宙大爆炸理论的。当然这个错误并不是他自己造成的,而是他的宗教观念。这是非常可惜的。
后来贝尔实验室和普林斯顿大学的教授们合作,发现了宇宙的大爆炸后造成的辐射仪谱,于是他们同时获得了1978年的诺贝尔奖。那么,我们现在来分析一下宇宙大爆炸理论是否完全成立。经过很多的高能物理学家和天文学家证实,在宇宙大爆炸后要形成现在的状况要满足24个条件的成立,一个加拿大的天文学家,叫"那斯",他写了一本书,书名叫"造物主与天文",这本书写得很深奥,而语言却比较简单,没有天文学的知识也能看得懂,建议大家看看,他把现在的高能物理学家和宇宙学家发现的要在大爆炸后形成现在的宇宙要有24种关系必须要处理得非常好,精调到非常细致的位置,否则就没有今天的宇宙,第一个是强核子力的常数,(提外话,我们知道宇宙的四种秘码,强作用力,弱作用力,电磁力,万有引力)如果这个强核子力的常数比现在要大一点,就没有现在的氢了,如果没有氢的话,就不会有生命存在,如果再小一点,就只有氢而没有任何别的元素,第二是弱核子力常数,如果在大爆炸前弱作用力的核子常数大一点,就会把所有的氢变成氦,以致于星球就会产生太多的重元素,如果小一点,那么大爆炸产生的氢就太少,而导致无法形成现在的星球。如果引力常数比现在再大一点,星体就会太热,就会太快太不均匀地完全烧尽,如果这个引力常数比现在再小一点,就永远不会发生核子的溶合……
我们就先提出一个更难完成的概念————质子与电子数目比例,如果这个比例不合适的话,那么电子的引力就会远远超越万有引力,这个精确比例是10的37次方比1,这是个什么概念呢?拿一分钱的硬币来说明10的37次方这个概念,如果把这么多的硬币放在一个空间内互相叠压为立体三度空间方式,就必须有十亿个北美洲那么大的平面,立体高度为地球到月球的距离,只有这么大的空间才能放得下这么多硬币,而我们把其中的一枚染成红色再投入到硬币中去,然后一伸手就准确地拿到这枚染色的硬币,这样的成功率才能形成质子与电子的相对称比例,大家想想,难度可想而知。
然后我们再说根据热力学第一定律第二定律,物质的能量不能产生不能消失的,可是宇宙在大爆炸前是一个极高温极密集的火球,没有时间,没有空间,没有物质,那么这又如何能实现大爆炸呢?他怎么从无到有呢?与自然规律不符。
当大爆炸前,宇宙是一个高度均匀恒温的原始火球,那么这就是一个无序的状态,这和热力学第二定律又是反的了。根据研究发现,宇宙在大爆炸后在10的负23次方每秒,这一瞬间的时间,宇宙就膨胀了10倍,那么这个宇宙膨胀的速度有多快呢?大概是10的31次方米/秒,这是什么概念?根据爱因斯坦的相对论,光速是不可超的,除非是在静止的状态,质量为0的光子,才可能达到光速,光速是多少?1秒种30万公里,对吧,那么就是3乘10的8次方米每秒,这是光速,而宇宙膨胀的速度远远的亿万倍地超过光速。在大爆炸开始10的35次方米每秒以内的事情根本没办法知道,科学家管这叫做"盘克儿墙",意思就是墙后的东西无法知道。
再来说宇宙大爆炸的速度,这个速度既不能快,也不能慢,如果慢的话,所有星球就会被万有引力拉回来,整个宇宙大爆炸要精调到10的55次方分之一才可能达到爆炸所需要的速度。
我们再来探讨大爆炸前的高温问题,在未爆炸前,是10的32次方绝对温度,在这种情况下,任何物质都不能存在,包括任何星球的物质。包括最小小于10的7次方绝对温度的话,原子核也不能够存在,因为太高了,这自然规律也无法解释。所以科学家说那真是很神。
其次宇宙大爆炸一定炸得乱七八糟,你想,我们亲眼所见的爆炸都会炸得乱七八糟,更何况宇宙大爆炸。可是科学家们发现,完全不是这样,现在美国探测辐射背景的飞船上了外太空收集资料,发现宇宙的星球分布得非常均匀,那相差就是万分之一,也就是这万分之一,形成了现在的各种星球非常美丽非常漂亮,那些科学家们说,那简直就像看到了神的手一样,那么的奇妙。
天文学的定义范文5
一、提高学生学习知识的积极性
1.在课堂教学中融入概率发展历史。教师在概率知识教学过程中可以适当地引入概率发展历史来提高学生学习概率知识的积极性。就当今数学的发展历程而言,大概可以分为三个阶段:第一个阶段是从算数数学发展到代数数学;第二个阶段是从常量数学发展到变量数学;第三个阶段是从确定数学发展到随机数学。也正是在第三个阶段,统计与概率作为一门独立的科学真正从数学当中分离出来,并随着后续的社会实践得到了较大的发展。概率知识最早的应该可以追溯到18世纪,天文学成为引导当时社会发展的主要潮流,但人们在天文观测时由于受技术条件的干扰很难对天文数学做出精确计量,每次的数学测量都存在数学误差,影响后续研究。在这种情况下,德国著名数学家高斯率先将概率学当中的正态分布引入到天文学的研究当中,通过正态分布很好地“拟合”了误差分布,精确了天文学观测数据,对当时社会科学的发展起到了重大的推动作用。通过这样一些话题的引入,一改单调枯燥的数学上课模式,以故事叙述的形式将概率发展历史引入到课堂教学中来,增加课堂趣味性,提高学生对于概率知识学习的积极性。
2.在课堂教学中强调概率学习的重要性。从大的方面来讲,数学教学应该从掌握数学知识,具备数学能力,体会数学思想,应用数学方法四个方面进行着手,概率知识作为高中数学的一个模块,自然也要遵守教学要求。作为一门不确定性科学,概率问题的研究就是要从不确定内容中找出确定规律,通过科学、有效的数学方法对整体情况进行较为准确的分析估计,最终得出与实际情况相符的结论。教师在教学过程中要注重培养学生的辩证思想和归纳方法,以实际生活当中的事例为证,引导学生通过实践活动来验证统计规律,并能够以统计规律为理论依据对现实中的问题进行合理的指导和解释。
二、转变认识,提高教学方法的科学性
传统的概率教学只是以古典概率为基础进行知识和定义的讲解,忽略概率学习的方法性和它与现实生活的意义。其实高中概率是一门非常注重思想方法的学科,如随机思想、相关独立思想以及样本估计思想等思想方法都是教师在概率教学中应该向学生强调的教学内容,同时教师还应该不断引导学生认识概率学习中大量实验活动的重要意义,鼓励学生亲自参与这些活动,引导学生通过实验活动来寻找偶然事件背后真正的规律,掌握概率学习方法。
1.改革传统的数学教学模式。传统教学模式中教师以黑板和粉笔作为主要的授课工具,受到工具的制约,教师在概率教学中往往不能有效地进行实例活动演示。随着现代教育技术的发展,特别是多媒体技术的不断成熟,教师在课堂上可以运用的教学工具越来越多,生动直观的教学模式更有利于学生学习概率知识。如在讲到抛硬币这个实验的时候,传统的教学模式中,教师往往只是以硬币给学生草草演示就算了结,很难说明出现正反两面事件的均等性。而通过多媒体教学,可以有效地进行电子演示,让学生真正体会到在大量实验中出现正反两面概率相等的情况并不是偶然事件,而是必然结果。
2.重视概率教学过程中的活动开展。概率教学本身就是一门建立在大量实验数据基础上的数学分支,教师在进行教学过程中要注重实验活动的开展,通过实验活动来验证概率知识中的具体结论。同时还可以要求学生自行开展一些数学搜集活动,让学生切实感觉现实问题当中的不确定性和多样性,一方面有助于学生理解概率思想,另一方面有助于学生提高利用概率知识解决问题的能力。
3.注意概率教学与其他学科的联系。概率知识与其他高中学科都有着紧密联系,在学习概率知识的过程中,教师要注意引导学生将概率知识与其他学科知识之间架起桥梁,灵活运用概率知识解决其他学科问题,真正起到举一反三、触类旁通的作用。例如,学生在学习到高中生物基础这一节内容时,在判定显性基因与隐性基因的概率时,就要用到概率知识。同样在计算后代中生男生女的问题中也要通过概率计算才能求解出正确答案,这些都是概率与其他学科相互联系的例证。教师在教学过程中要注意引导学生建立起跨学科的知识联系,培养学生综合运用知识来解决问题的能力。
三、深化认识,提高概率问题在实际生活中的应用程度
天文学的定义范文6
“一问三不知”原作“三不知”,出自《左传》。晋国攻打郑国,齐国派大夫陈成子带兵援郑。部将苟寅报告说:“有人告诉我,晋军准备用一千辆战车袭击我军。”陈成子听了,大骂道:“晋军就算出动更多的战车,我也不能避而不战。你竟敢壮敌威风灭己志气!”苟寅自知失言,感慨说:“君子之谋也,始衷终皆举之,而后入焉。今我三不知而人之,不亦难乎?”意思是说,聪明人谋划事情,对事情的开始、过程、结果都要考虑到,然后才向上级报告。现在我对这三方面都不知道就向上报告了,难怪遭骂。可见“三不知”原指对事情的开始、过程、结果一无所知。
日本地震了,时间减少了?
由于地轴是地球自转的假想轴,因此地轴倾斜的最直接影响就是使得地球一天的时间改变。由于大型地震导致地球重量分布改变了,地球的转速也由此改变。智利8.8级地震导致地球的转轴移动了8厘米,自转轴线偏移了2.7毫弧秒,从而让人类一天的时间缩短1.26微秒,也就是百万分之1.26秒,尽管改变微乎其微,但这个改变是永久性的。日本大地震导致当天地球的自转时间减少了1.6微秒,即每天的时间减少了1.6微秒。
手机会消磁,机卡分开置?
我们经常能听到这样的提示:不要把手机和卡放在一起。真的不能吗?其实,我们日常生活中接触到的如公交卡、二代身份证、食堂饭卡、IC电话卡等,是智能卡,其信息都是存储在半导体芯片上的,不使用磁性记录技术,不可能被“消磁”。而绝大多数的银行卡虽是磁卡,但是,手机发射的电磁波的主要能量形式是电场,不会产生足以改变银行卡上磁条信息的磁场。既无磁场,手机产生的电磁波也就不可能把银行卡消磁。
花儿朵朵开,为何少黑色?
你也许留意过,自然界中的黑色花朵极其稀少。为什么呢?原来组成太阳光的7种色光波长不同,所含热量也不同。花的组织,尤其是花瓣,一般都比较柔嫩,易受高温伤害。比较常见的红、橙、黄色花可以反射阳光中含热能多的红、橙、黄色光,不至于被灼伤,有自我保护作用。而黑色花能吸收全部的光波,在阳光下升温快,花的组织容易受到伤害。所以,经过长期的自然淘汰,黑色花的品种便所剩无几。
春天是从春分开始的吗?
春分一到,鸟儿便开始尽情高唱了,于是有人便把春分当做春天的第一天。实际上,从气象学的角度来讲“春天的第一天”是根据温度来定义的;而在天文学上却似乎没有“春天”的定义。天文学上有对春分的定义,表示的是每年三月南北半球昼夜平分。然而,由于地球的公转轨道并不十分圆,再加上其他行星的影响,使得我们这颗星球相对于太阳的朝向每年都会有少许变化,这也导致即便是春分那一刻,日夜也并非精确等长。如,在北半球的高纬度地区,昼夜等长的这一天发生在春分的前几天,而在南半球昼夜等长发生在春分之后。由此可见,春天和春分并无等同关系。
邻居下错令,望日打喷嚏?
当突然面向强光时,大概有1/3的人会不自觉地打喷嚏。这很可能是大脑中的交叉信号在捣鬼。喷嚏是由于鼻部的刺激引发的。而人体控制面部感觉和运动的三叉神经,便负责鼻部的刺激。有趣的是,三叉神经和负责感觉视网膜上亮光的视神经是非常友好的邻居,有事没事便串个门儿。当强光直射我们时,视神经会给大脑发送信号,下令缩小瞳孔。但是由于视神经和三叉神经的亲密关系,这一部分信号很容易就被三叉神经感受到,这时大脑误以为鼻部受到了刺激,便会在慌乱中下令打个喷嚏来缓解。于是,看着太阳能打出喷嚏也就不奇怪了。