魅力科学

1、开课单位开课单位课课程程编编 号号B104 中文名称中文名称 魅力科学魅力科学课课程程学学 分分1 授课对象授课对象 全体在校生 所属领域所属领域 B、自然、科学与技术 教师姓名教师姓名职称职称 杨振宁诺贝尔物理学奖获得者 张首晟教授 车云霞教授 马宗晋名誉所长、研究员 欧阳自远院士 视频课时视频课时 19课时建建议议学学时时2个月 课程简介：课程简介： 魅力科学主要包括化学概述、动感物理以及自然与人类三大部分。 化学概论这一部分是化学基础课程，主要讲解原子结构，包括原子的概念界定、原子发展 历程、研究过程以及研究的原子模型、原子的基本构成等。 动感物理的主讲人分别是华裔理论物理学家、诺贝尔奖获得者杨振宁先生及其弟子，清华 大学高等研究院教授张首晟博士。两位学者抛开晦涩的学术理论，与学子分享他们自身对于物 理学的理解。杨振宁先生通过讲述物理学史上的轶事与自身经历，告诫学子科学的乐趣及其带 来的好奇心是推动人类不断探索的重要力量。张首晟博士则将高深的量子物理理论回归到日常 生活中间，让学生领略到自然科学在我们身边的魅力。 自然与人类这一部分为我们提供了一个了解人类与自然密切关系的平台，在

2、这里我们将看 到人类对自然的整个认识过程。本课程共分为四个部分，主要介绍了亚洲灾害的类型和成因， 自然资源、气候变化与人类社会的关系，以及人类月球探测的历史过程。在本课程中，来自南 京大学的徐士进教授还将对人们由于气候变化引发的困惑进行科学的澄清。通过本节课的学习， 我们将更深入地认识自然、科学与科技，观察科技如何改变人生、社会与自然环境，引发我们 对人类的未来的启示。 任课教师简历：任课教师简历： 杨振宁，著名美籍华裔科学家、诺贝尔物理学奖获得者。研究领域包括粒子物理学、统计 力学和凝聚态物理学等。代表作有对弱相互作用中宇称守恒的质疑 、 曙光集和邓稼先 等。 张首晟，美国斯坦福大学教授师，从著名物理学家杨振宁。领导的研究团队于2006年提出 了“量子自旋霍尔效应” 。 车云霞，现为南开大学教授，博士生导师。研究方向：计算机在化学中的应用、无机合成、 功能单晶材料。 马宗晋，中国地震局地质研究所名誉所长、研究员，中国科学院院士。事地质构造、地震 预报、地球动力学研究。代表作有节理的力学性质、分期、配套问题 、 中国的强震期与强 震幕和现今全球构造特征及其动力学解释等。 欧阳自远，天体

3、化学与地球化学家，国家天文台高级顾问，中国科学院院士。参加和负责 我国地下核试验地质综合研究。代表作有吉林陨石综合研究 、 地下核试验地质效应综合研 究 、 核转变能与地球物质演化 、 月球科学概论和天体化学 。 课程大纲课程大纲第一讲第一讲：化学概论 一、原子结构（一）本节重点本节重点：化学概论课的基本内容，原子结构相关著名发现。 二、原子结构（二）本节重点本节重点：量子化概念在化学上的应用。三、原子结构（三）本节重点本节重点：本章三大问题，本节第一大问题：原子核外电子的运动状态及薛定谔方程。四、原子结构（四）本节重点本节重点：钻穿效应，原子轨道的角度分布，原子轨道与电子云的区别。五、原子结构（五）本节重点本节重点：电子云概念，比较原子轨道跟电子云的角度分布图， n l m 和 ms 四个量子数与之 间的关系，n 量子数。六、原子结构（六）本节重点本节重点：l 量子数（角量子数） ，m 量子数（磁量子数） 。七、原子结构（七）本节重点本节重点：ms 量子数（自旋量子数） ，本章第二大问题：一个是多电子原子的能级，一个是核 外电子排布的原则，鲍林的原子轨道能级图。八、原子结构（八）本节

4、重点本节重点：鲍林的原子轨道能级图与元素周期表的关系，屏蔽效应与钻穿效应九、原子结构（九）本节重点本节重点：核外电子排布的三大原则，第三大问题：原子的电子层结构和元素周期系，元素基 本性质，反常现象。十、原子结构（十）本节重点本节重点：元素的电负性及规律，原子结构两道习题。第二讲第二讲：物理学的诱惑 一、物理学的诱惑（一）本节重点本节重点： 著名的物理学家 Faraday，Maxwell 及成就，物理领域的重要事件。二、物理学的诱惑（二）本节重点本节重点：- 之谜，宇称守恒与不守恒的争辩。 三、物理学的诱惑（三）本节重点本节重点：吴健雄与验证宇称不守恒的实验过程及后来影响。四、物理学的诱惑（四）本节重点本节重点：学生提问。第三讲第三讲：日常生活中的量子物理学 一、日常生活中的量子物理学（一）本节重点本节重点：如何通过一些基本的物理知识，了解宏观世界里的许多现象，阐述如何利用量纲分 析来抓住问题本质，解释自然现象。二、日常生活中的量子物理学（二）本节重点本节重点： 通过行星的例子来利用量纲分析关于原子的本真问题。三、三、日常生活中的量子物理学（三）本节重点：本节重点：利用量纲分析来测定声

5、音在空气中的传播速度，热胀冷缩的关系，食物蒸煮时长等 现实生活中遇到的问题。四、四、日常生活中的量子物理学（四）本节重点：本节重点：利用物理知识来估算地球上的山有多高，物理学的美感。第四讲第四讲：近年亚洲巨灾的灾情和成灾基理 一、近年亚洲巨灾的灾情和成灾基理（一）本节重点本节重点： 亚洲灾害的大概情况，八大灾害：干旱，洪水，地震，海啸，风暴，野火，火山， 崩滑。二、近年亚洲巨灾的灾情和成灾基理（二）本章重点本章重点：唐山地震和辽宁地震的基本情况，全球地震的三大类型。三、近年亚洲巨灾的灾情和成灾基理（三）本章重点本章重点： 我国灾害的基本情况及灾后治理。四、近年亚洲巨灾的灾情和成灾基理（四）本章重点本章重点：灾害与经济，社会发展的关系。五、近年亚洲巨灾的灾情和成灾基理（五）本章重点本章重点：防灾原则以人为本，国家政策。六、近年亚洲巨灾的灾情和成灾基理（六） 本章重点本章重点：预防地震主要的工作目标和途径，我国地震分布七、近年亚洲巨灾的灾情和成灾基理（七）本章重点：本章重点：我国地震观测系统的建立，防灾中遇到的难题，地震带的研究。第五讲第五讲：月球探测与中国嫦娥工程的进展 一、月球探测与中国嫦娥工程的进展（一）本节重点本节重点： 月球对地球及人类做出的贡献，月球的神秘及人类的探测，载人登月的发展历史 及意义，阿波罗登月的重要意义。二、月球探测与中国嫦娥工程的进展（二）本节重点本节重点： 阿波罗探月真实性的分析，对月球概貌、基本情况的详细分析。三、月球探测与中国嫦娥工程的进展（三）本节重点本节重点：人类重返月球的原因分析，月球公约，中国月球探测的战略发展：控、绕、登、落、 驻、回，美国新航天计划。四、月球探测与中国嫦娥工程的进展（四）本节重点本节重点： 世界对美国返月的评论，美国的路线图，中国载人登月的概况分析。五、月球探测与中国嫦娥工程的进展（五）本节重点：中国载人探月高水平的决心，嫦娥二号的基本情况，嫦娥工程的现实意义。

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