全电磁波段观测（望远镜与观测站）天文与物理的紧密结合（量子力学、广义相对论和高能物理学）空间探测的突破（空间探测技术）现代天文学的三大特点二、宇宙的起源与演化遂古之初，谁传道之？上下未形，何由考之？—屈原：《天问》宇宙大爆炸的理论来源宇宙大爆炸的最初状态宇宙大爆炸的科学论据宇宙大爆炸的后期线索宇宙大爆炸的科学论据（重点）变革：静止宇宙观（爱因斯坦）→膨胀宇宙观（哈勃）01争鸣：宇宙是否具有开端？03模型：勒梅特（原生原子）、伽莫夫（火球）膨胀宇宙模型延伸：霍伊尔提出“大爆炸”概念022.1宇宙大爆炸的理论来源刹那芳华——宇宙初期的图景：01普朗克时代（理论盲区）02暴涨时代（宇宙温度大同小异的解释）03火球时代（伽莫夫的“大爆炸宇宙”）04反粒子失踪时代(狄拉克）05原子核材料构成时代06放晴时代07恒星诞生时代082.2宇宙大爆炸的最初状态2.4宇宙大爆炸的后期线索——元素的超时空派对引论：元素周期表与氢、氦丰度之谜自然元素形成的方式恒星内部时期(3α反应）红巨星时期（β衰变与S过程）大爆炸时期超新星爆发时期（引力坍缩与聚星系）、中子星碰撞时期（r过程）五、物质基本结构与微型机械（重点章节）物质结构探索的发展史物质结构的研究内容粒子物理研究的实验设备一、物质结构探索的发展史微观世界的三个层次：分子原子、原子核、基本粒子大分子→原子→原子核→夸克、轻子尺度（cm）：10-6-10-7→10-8→10-13→＜10-171、对分子、原子层的认识过程背景：亚里士多德的元素理论与药学化学家的要素理论（一）1661玻义耳微粒哲学（二）1774拉瓦锡燃素学说→氧化燃烧（三）1803道尔顿原子构成体系（四）1811阿伏加德罗原子-分子学说（五）1871门捷列夫元素周期表1897汤姆逊发现电子1913密立根油滴实验1卢瑟福1911原子行星学说1914发现氢原子核-质子1919证实质子存在2查得威克1932发现中子3伊万柯宁海森堡原子核的质子中子模型4玻尔原子能态的跃迁原理5对原子核层次的再认识一、物质的基本结构一、物质的基本结构3、对基本粒子的认识过程（一）1936安德森正电子的发现（二）一系列的粒子发现：（1）1935汤川秀树π介子预言（2）1937安德森发现μ子（3）1947鲍威尔发现π介子（4）二十世纪40年代末发现强作用力和强子（5）1956发现中微子（1933泡利）宇称不守恒律（推翻诺特定理）一、物质的基本结构3、对基本粒子的认识过程（三）强子的夸克模型（1）1964盖尔曼三种夸克的强子结构：上、下、奇异（2）1974丁肇中里克特发现J/ψ粒子提出粲夸克（3）1977莱德曼发现Υ粒子，提出底夸克（4）1995费米实验室发现顶夸克电荷类型：上型夸克和下型夸克难题未解：“夸克禁闭”二、物质结构的研究内容1、微观粒子的物理性质（1）尺度微小：电子显微镜→粒子探测器（2）质量微小：兆电子伏特（MeV）吉电子伏特（GeV）（3）衰变期：长寿家族光子、质子短命家族中子、介子粒子寿命取决作用力的形式（4）自旋性：光子自旋系数为h/2πh/2π由此分类：费米子（半整数倍质子、中子、电子）玻色子（整数倍光子、介子）二、物质结构的研究内容2、粒子间的四种基本作用力(一)引力长程力适用于宇观、宏观（二）电磁力长程力原子稳定性、分子形成、化学反应（三）强力短程力原子核稳定性核反应(四)弱力短程力中子衰变反应强度：强力＞电磁力＞弱力＞引力范围：引力＞电磁力＞强力＞弱力格拉肖1961弱电统一模型二、物质结构的研究内容2、粒子间的四种基本作用力(一)引力长程力适用于宇