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使用天文学教授物理会议

为期三天的会议题为用天文学教物理于2011年7月下旬在NE林肯举行。其主要目的是促进在夏季戈登研究会议上利用在天文学中使用最近发现的戈登研究会议的利益。下面提供了对youtube和.mp4文件的UATP演示文稿的链接(在200 MB大小范围内)。

uatp赞助,天文学教学学者(NSF资助项目)的合作,并得到了APS和AAPT的认可。可以在会议上找到相当大的其他信息更好的物理网站

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“LIGO必威电竞官网的新天文学”——锡拉丘兹大学邓肯·布朗博士

抽象的:引力波是爱因斯坦广义相对论中最引人注目的预言之一。这些波——时空曲率中的波纹——携带着遥远物体引力场变化的信息。在爱因斯坦首次预言引力波存在的近一个世纪后,科学家们即将首次直接探测到引力波。引力波将成为探索基础物理学和天文学的全新工具。他们将以电磁观测无法企及的方式,探索驱动宇宙中最剧烈天体物理事件的物理现象。当宇宙的引力波窗口打开时,被发现的可能性将是巨大的。

美国先进的激光干涉仪引力波天文台(LIGO)的建设正在顺利进行。未来五年内,先进LIGO的观测者有望首次探测到引力波。由黑洞碰撞、不对称核塌缩超新星、快速旋转的中子星,甚至是大爆炸本身产生的引力波,都是未来几年探测的目标。我将概述引力波天文学的新领域:引力波是如何产生的,我们为探测引力波所做的努力,以及当我们能用这种新方法观测宇宙时,我们希望实现什么目标。

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“物理教育的新视野” - 斯坦福大学Kipac罗杰布兰德福德博士

抽象的:现代天体物理学非常适合于激发、充实和说明物理教学中需要传达的概念和应用。天体物理学利用了图像的力量,利用了学生和教师、科学家和普通人联合起来的探索和发现的共同魅力。它可以吸引年轻人进入技术、科学、医学和教育领域,它也是帮助那些选择其他职业的人培养批判性思维技能和相信理性论证的有力途径。天体物理学为物理专业的学生提供了一条可靠的途径,使他们能够自信地熟悉具有普遍性的原理和技术。此外,它是很多乐趣!

在这次演讲中,我将利用最近天体物理学的发展来举例说明这些属性。最后,我将问一些关于当今学生进入职场时所需要的技能的问题。

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加拿大奎斯特大学和哥伦比亚大学的David Helfand博士:“宇宙物理学的x射线观点”

抽象的:在过去的60年里,我们超越了限制我们观察宇宙的大气过滤器的能力,使我们能够打开几十个电磁波谱的八度来进行天文观测。我将从这个现象的音乐类比开始,然后聚焦在频谱的0.1- 100kev部分。从第一个V-2火箭在摄影胶片上探测到太阳的x射线,到钱德拉天文台的亚弧秒成像,在过去的60年里,无论是在角度分辨率还是x射线波段的灵敏度上,都比伽利略望远镜和哈勃望远镜之间的400年有了更大的进步。从光学,原子和分子物理,光子计数和运动学的物理原理说明了这一历史。我们在高能宇宙中观察到的物体提供了宇宙尺度上更丰富的物理表现:日冕加热磁场重联,吸积盘的流体动力学,广义相对论现象在中子星和黑洞,恒星演化的核物理,超新星爆炸的流体力学,热物理的热气体从星际银河,和惊人的暗物质的插图星系团碰撞可能都被用来解释物理,其中许多无法在实验室规模上复制。

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“解读哈勃定律”-俄亥俄州立大学芭芭拉·雷登博士

抽象的:观测宇宙学为讲授物理学中的重要概念提供了一个很好的平台。在某种程度上,这是因为现代观察会产生一种“哎呀!”的反应,从而激发学生的想象力。然而,在某种程度上,这是因为即使是我们熟悉的宇宙学的战马,如奥伯斯悖论和哈勃定律,也证明了我们潜在的假设是如何影响我们对数据的解释的。

专注于哈勃的法律作为我的例子,我将解剖如何(以及为什么)edwin哈勃从测量的红移和助量跃开以解释速度和距离。然后我将研究如何,在Astro 101到研究生课程的水平,哈勃的法律可以导致讨论空间和运动的性质。特别是,由于哈勃的宇宙和爱因斯坦宇宙中的哈勃相同的关系,哈勃的法律提供了一个开放,用于讨论牛顿重力,空间和时间的概念与时空的一般相对论的概念之间的概念和观察差异。

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“学生学习天文学” - 亚利桑那大学埃德·雷瑟博士

抽象的:在过去的十年成员中,天文学教育中心(CAE)一直在制定和开展学习者的教学战略和课程材料的有效必威体育娱乐app性研究,让学生在传统讲座教室中积极作用。The results of this work have been incorporated into a series of “Teaching Excellence Workshops” that members of CAE have been conducting around the nation as part of the JPL’s NASA Exoplanet Exploration Public Engagement Program and the NSF CCLI Phase III Collaboration of Astronomy Teaching Scholars (CATS) Program. We present the results of a national study on the teaching and learning in introductory astronomy courses in which these instructional strategies were used. Nearly 5000 students enrolled in 70 classes taught by 36 different instructors at 30 institutions around the United States participated in this study. The classes varied in size from very small (N<10) to large (N>700) and were from all types of institutions, including both 2-year and 4-year colleges and universities. Results show dramatic improvement in student learning with the increased use of interactive learning strategies, independent of type of institution or class-size and after controlling for individual and ascribed population characteristics. The results of this work will inform the development of instructional programs designed to increase the learning of physics by leveraging the powerful and conceptually engaging topics presented in the study of the universe. )

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“关注使命:使用17世纪物理搜索行星(有几个现代曲折)” - Douglas Caldwell,Nasa-Seti

抽象的:在20世纪90年代的第一个外产上的发现证实,巨大的行星在星系中很常见,但留下了陆地行星普遍的问题。美国宇航局的开普勒任务于2009年3月推出,以确定其父母星级居住区内的地球大小行星的频率。ePperer几乎连续监控超过10万颗星,在前面的行星前面搜索亮度的小幅下降,即运输,其宿主明星。使用基本上与约翰内斯开普勒描述的相同方法,并在金星的17世纪和18世纪经济转途中进行实践,我们确定了地球的尺寸,轨道周期和轨道半长轴。使用19世纪开发的简单能量平衡争论,我们估计了所发现的行星的平衡温度。在特殊情况下,我们可以使用20世纪的相对性,直接从过境光线曲线直接确定行星的质量。迄今为止,开普勒已发现超过1,200个星球候选人;有点令人惊讶的是,其中400多个是多个行星系统。作为开普勒的观察继续,我们将能够回答地球大小行星是否常见的问题,或者我们是否真的住在地理中心宇宙中。

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“高能天体物理学:奥格尔天文台”-内布拉斯加大学林肯分校物理和天文系格雷戈里·斯诺博士

抽象的:位于阿根廷的门多萨省,Pierre Juber天文台是世界上最大的外层空间超高能量宇宙射线颗粒的实验。实验使用1600个表面探测器的组合(水龙头探测器蔓延到3000平方公里的面积),27个荧光望远镜俯瞰表面探测器阵列,以测量通过传入的初级宇宙射线颗粒产生的广泛的空气淋浴。物理结果呈现出最高能量宇宙射线粒子的起源,它们的能谱和它们的粒子标识。此外,将描述关于由天文台的教育和外展任务开发的天文台和宇宙射线物理学的教育材料。

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“利奥:教学物理学” - 邓肯布朗博士,锡拉丘兹大学

抽象的:引力波天文学是21世纪天文学和物理学的令人兴奋的新边疆。引力波观察者(例如Ligo)瞄准宇宙中最暴力的一些过程:黑洞的碰撞,爆炸星星甚至是大爆炸本身。这些天体物理活动捕捉物理专业和非专业的利益。干涉测量的引力波检测器是令人难以置的令人沮丧的灵敏度:它们的位移灵敏度与测量到最近的恒星的距离相当于几十微米。探测器中使用的技术和利戈来源的天体物理学都丰富了教学本科物理的机会。我将介绍引力波天体物理学和实验中的一些例子。

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“iceCube” - 马里兰大学卡拉霍夫曼博士

抽象的:Neutrinos是独特的天文信使,可以在识别宇宙射线的来源和它们出生的过程中提供关键信息。The search for astrophysical neutrinos has given rise to a new generation of neutrino telescopes of an unprecedented scale, including the IceCube Neutrino Observatory, the world’s first kilometer scale neutrino telescope, which was constructed by instrumenting the clear, deep ice at the South Pole with 5160 photomultiplier tubes. Both IceCube's science potential and its extreme location provide excellent tools for engaging students, especially in this year as we prepare to mark the 100th anniversary of Amundsen and Scott's historic expeditions to the Pole. I will discuss the science goals of IceCube, as well as the unique challenges associated with constructing and operating a large scientific instrument in one of the world's most remote locations.