天体物理学论文研究小行星怎么写
（4）量子引力理论20世纪基础物理研究的巨大成就，当归功于相对论、量子论与引力论的建立。相对论、量子论和引力论都具有普适性，它们的普适性的一个重要体现分别表现在c、h和G这三个普适常数上。然而，三个理论是否真的具有普适性，还在于它们彼此间的相容性，广义相对论的建立证实了引力论与相对论的相容性。量子理论的发展证明，物质的各种运动形态都遵从量子化的要求，与此同时，一切相对论性场，如电磁场也应是量子化的。在场量子化研究的初期，曾出现了一系列的发散困难。在40年代末，量子化电磁场的发散困难初步通过重正化理论得以解决。发散困难的最根本解决是在60年代完成。弱电统一理论的建立，不仅解决了弱相互作用中的发散困难，而且在类似弱相互作用的框架之中，还可望在强相互作用领域解决相对论与量子论的相容性。最困难的一步就是引力论与量子论的相容，这一步骤的一个主要目标就是建立量子化的引力理论。量子引力理论的研究还起源于广义相对论的奇点问题。由彭罗塞提出，后经霍金和杰罗奇等人最终建立的奇点定理表明，在相当宽的物态条件下，引力场方程的解必定具有奇性。奇性的存在表明，广义相对论属于服从因果律的经典物理范畴，在奇点处，这一理论不再适用。有可能在考虑到引力场的量子性之后，奇性自然消失，这一猜测随后在霍金黑洞蒸发理论中得到了支持。迫使人们研究量子引力理论的第三个动机来源于大统一理论。弱电统一理论已经建成，弱电与强相互作用的大统一理论正是当前的热门课题，研究过程表明，必须同时考虑到它们与引力作用的统一，而这一统一的实质就是建立量子引力理论。经典物理学的理论框架是建立在因果律的基础上的，经典物理学依赖于物理定律和它相应的边界条件，然而当问题涉及到奇点，而这个奇点又不是数学或模型的缺陷由人为造成的时，奇点很难消除，又很难给出合理的边界条件，这就迫使人们必须重新考虑原有的理论。沿着膨胀和暴涨的宇宙反向历程，应用经典宇宙学所给出的框架，回溯宇宙在暴涨之前的状态，很自然地会得到宇宙的尺度将趋于零。这意味着，引力场的强度以及物质场的能量密度将趋于无限大，宇宙是从一个奇点演化而来的，而这个奇点并非由于模型的缺陷人为引起的。早在60年代，彭罗塞和霍金就曾利用整体微分几何证明过①，奇点不仅是高度对称的，而且是广义相对论的必然产物。这意味着，在广义相对论的理论框架之中，不可能找到解决奇点的方案，或者说，尽管广义相对论揭示了时空的引力弯曲，但它对于极高曲率的空间并不适用。量子论的鼻祖普朗克很早就主张，应在所有的自然力之间建立联系。1899年，他首先提出了“普朗克长度”这一普适的这一最小长度Lp，以后又陆续提出了“普朗克时间”tp、“普朗克温度”Tp与“普朗克质量”Mp，它们分别为Lp=(hG/c3）1/2=×10-33cm, tp=(hG/c5)1/2=×10-43s,Mp=(hc/G)1/2=×10-5g，Tp=(hc5/k2G)1/2=×1032K。由于h、c和G三个常量都是相对论不变量，以它们为基准的普朗克自然单位将是不变和唯一的，这一点具有深刻意义。审查上述量的大小不难看出，温度Tp极高，甚至比宇宙大爆炸时刻的温度还高，长度Lp、时间tp却极小，质量Mp也不很大，虽然这些值都是实验室条件下无法得到的，它们却使人们想到，在暴涨之前的宇宙这些是否是可以接近的尺度，因此，应该由一个量子化的广义相对论取代经典广义相对论。本世纪初，量子力学诞生之后，量子力学原理首先用于解释微小系统——原子结构方面的困难，确立了薛定谔方程，同时也得到了有关原子特征的一系列量子力学描述。本世纪60年代以来，当人们试图用量子力学解释巨大的体系——宇宙结构时，却发现它们之间有着惊人的相似①。首先，在具有电磁作用的质子与电子微小体系中，重要自由度r（t）在趋于零时，产生奇点的经典困难，而在具有引力作用的大物质体系中，重要自由度标度因子R（t）在趋于零时，也产生奇点的经典困难；微小电磁体系具有玻尔半径10-8cm的量子长度，而引力作用体系则具有普朗克长度10-33cm的量子长度；微小体系服从薛定谔方程的动力学规律，而引力体系则有惠勒-德维特方程。关于这两个体系间的相似与联系，近年来的研究又有了新的进展。本世纪60～70年代，德维特(DeWitt,.)、米斯纳(Misner,.)和惠勒等人在量子宇宙学方面做出了重要的基础性工作，他们建立了描述宇宙量子特征的惠勒-德维特方程，然而求解这个方程却面临边界条件的确立。因为最初宇宙究竟处于什么状态仍然不能确定。D、宇宙学的进展在物理学研究深入发展的同时，人们也在力求对时空大尺度上，即从整体上认识宇宙。宇宙的起源、结构和演化都是人们关心的课题。物理学与高科技的结合，创造了口径相当于25米的巨型光学望远望、空间X射线和红外线望远镜以及地域甚大的天线阵列射电望远镜，这不仅使人们观测宇宙的窗口从红外、可见光一直延伸到X射线和γ射线整个波段，还使观测宇宙的时空尺度伸展到了170亿光年。如今，在人类面前，已展现出一幅生动壮丽的宇宙画面。以现代高能粒子物理与广义相对论为基础建立起来的理论宇宙学，已能从理论上描述出从原始火球大爆炸，到星系形成和演化的整个过程。大爆炸模型已经由现代天文学的观测，如河外星系谱线红移、3K微波背景辐射以及氦丰度等得到了一定的证实。与此同时，在解决这一模型自身的问题，如视界问题、平坦性问题和磁单极问题等的过程中，与高能物理真空相变理论相结合，又发展成更为完善的暴胀宇宙模型。虽然具有暴胀机制的大爆炸模型为宇宙学的发展奠定了基础，然而随着量子引力理论的发展，有关量子宇宙学的一系列更深层次的问题，如宇宙时空拓扑结构、基本耦合常数的真空参数问题、宇宙常数的动力学解释等，又引起了更新一轮的激烈争论。这场理论研究的重要进展的源头，即把世人的目光从一般天体引向宇宙整体的就是哈勃定律的建立。1.哈勃定律与膨胀的宇宙研究表明，宇宙的年龄、演变及结局，在很大的程度上决定于它的膨胀速率。对宇宙膨胀的观测大体分成两个方面，这就是测定星系的运动速率与测定地球到星系的距离。前者关系到宇宙的形成模型及有关理论的发展，而后者则是估算天体亮度、质量和大小的重要依据，然而无论哪一种，都取决于哈勃常数的测量。哈勃常数已成为近代宇宙学中最重要的基本常数之一。20世纪初，几台口径1米的大型望远镜陆续建造成功，它们为河外星系的系统观测创造了条件。美国天文学家哈勃(Hubble,EdwinPowell1889～1953)在这种条件下，为现代天文学与宇宙学做出了重要的贡献。哈勃1910年毕业于芝加哥大学天文学系，后到英国牛津大学读书，在那里获得法律学硕士学位。1914年至1917年在耶基斯天文台攻读天文学博士学位。第一次世界大战期间，曾在法国服役，战后在威尔逊山天文台从事星系的观测研究。当时的威尔逊山天文台已建成100英寸的天文望远镜。利用这台望远镜，哈勃把观测的目标集中在他所称的“一片片的亮雾”之上，这就是星云。与哈勃同时代的一些天文学家也在对这些星云做了大量的观测工作，例如在里克天文台工作的美国天文学家柯蒂斯(Curtis,HeberDoust1872～1942)致力于河外星系的研究，他借助对新星的观测及利用星系角大小估算距离，认为所观测到的绝大部分星云都属于河外星系。热衷于星系观测与研究的还有美国天文学家沙普利(Shap-ley,Harlow1885～1972)，他曾任美国哈佛大学天文台台长，1915～1920年间，曾用威尔逊山天文台100英寸望远镜研究旋涡星云，他利用勒维特(Leavitt,HenriettaSwan1868～1921)发现的造父变星作为量天尺，确定了这些星云的距离，认为它们大约距太阳5万光年左右，应该属于银河系，因此将银河系的尺度扩展到原有的3倍。沙普利还第一个提出，太阳系不处在银河系的中心，虽然他把太阳从银河系的中心地位赶了下来，却又把银河系放到了宇宙的中心之上。柯蒂斯的看法则不同，他认为宇宙中充满着大量的像银河系那样的恒星系统。1920年，在美国国家科学院，柯蒂斯与沙普利的两种不同观点正式交锋，虽然在这场论战中柯蒂斯占了上风，却并未有得出公认一致的结论，直到三年后，哈勃给出的观测事实，才使上述论战有了决定性的结果。1923年，威尔逊山天文台建成了米口径的天文望远镜，哈勃利用它在仙女座星云外缘找到一颗造父变星，根据其光变周期与光度之间的关系，他推断出该星的距离为15万秒差距（实际为80万秒差距），比沙普利的银河系要大得多。这表明，仙女座大星云是一个河外星系，从而结束了河外天体是否存在的辩论，使天文学家的研究领域迈出了银河系。与哈勃同时代的另一位天文学家斯里弗(Slipher,VestoMelvin 1875～1969)也对星云研究感兴趣。他对星系光谱做了大量的观测。1921年，他首先把多普勒-斐索效应用于仙女座大星云，发现所观测到的星系光谱波长大多比实验室观测到的要长，这表明，这些星云都在远离地球退行，其退行速度大大地高于恒星的视向速度。 1929年，在同行们研究成果的基础上，哈勃仅以24个已知距离星系的观测资料为依据，做出了速率-距离的关系图。图中显示速率与距离值成正比，即vr=H0r，vr为星系对银河系的视向速率，上式即为哈勃定律，式中的常数H0就是哈勃常数，由这一常数得到的宇宙年龄H0-1=×108年，该值恰与当时用散射方法观察到的地壳中古老岩石年龄×108年惊人地一致，哈勃的结果，很快地得到认同。哈勃的这一结果，不仅证明了整个宇宙处于膨胀之中，而且这种膨胀速度与距离r成正比，因而既是处处没有中心又是处处为中心的。为了扩展观测的范围，需要能观测到更为遥远星系团中的星系。由于工作量的骤增，哈勃开始与赫马逊(Huma-son,MiltonLaSalle1891～1972)合作。哈勃负责测量星系的亮度，赫马逊负责测量红移量。赫马逊并非科班出身，最初只是威尔逊山天文台的一位看门人，工作之便使他热爱上了天文学，在为别人假期代班的天文观测中，显示了他出众的才华和娴熟的观测技巧，不久即正式投入天文学研究。在哈勃去世后，他继续了哈勃的天文观测事业，1956年，他又与其他人合作，利用观测到的资料，改进了哈勃定律，因而与勒梅特和盖莫夫的大爆炸理论取得了一致。2.哈勃常数值修正的三次高潮从原理上看，似乎哈勃常数的测定是简单的，即只要测出星系距离与退行速率，即可由哈勃定律得到哈勃常数。然而在实际上并非如此，星系的速率可以直接从谱线红移获得，可是距离的测量却是既困难又复杂的。对于1000万光年以内附近星系的距离，天文学家们的测量结果都比较一致，这种测量以造父变星为量天尺进行。1908年，在哈佛天文台工作的勒维特在南非观测时发现，造父变星的亮度周期性变化，光变周期越长，平均亮度也越大。这一发现具有不寻常的意义，因为观察亮度变化的整个过程，就可以得到光变周期和视亮度，随后即可计算得到它的绝对亮度。再根据距离加大，视亮度递减的关系，即可由绝对亮度与视亮度之比，确定造父变星的距离。因此，把造父变星作为量天尺，利用三角视差法，逐步扩大测量范围，不仅可以量出银河系的大小，还能测量出各河外星系的大小和距离。在20年代，哈勃用造父变星证实了银河系以外还存在有其它星系以后，从30年代到50年代，哈勃与桑德奇（Sandage，Allen Rex 1926～）等人，又在附近星系中寻找更多的造父变星以确立更新的量天尺，为此做了大量的工作。他们成功地测量了十几个星系的距离，改进了确定哈勃常数的基础。最初的哈勃常数值为H0=550千米/秒/百万秒差距（以下单位略）。1936年，考虑到星际消光因素，哈勃常数被修定为H0=526。在最初，这一数值被认为是准确的，因为按H0-1得到的宇宙年龄恰好与当时的地质观测结果相一致。二战之后，利用造父变星为量天尺，使哈勃常数逐渐得到了修正。1952年，在威尔逊山帕洛马文天台工作的旅美德国天文学家巴德（Baade，Walter 1893～1960）掀起了哈勃常数修正的第一个高潮。这次高潮是由修改量天尺引起的。此时，帕洛马天文台5米口径天文望远镜建成并开始运转。巴德利用他的精确而系统的测量，不仅在仙女星座中找到了300个以上的造父变星，而且还发现恒星分为两种星族，每一星族都有自己的造父变星，它们只适用于附近星系，而原有哈勃定律所针对的则都是建立在第一星族基础上的造父变星。随着对造父变星周光曲线的修定，随着观测尺度的加大，必须更换原有哈勃常数测定中的量天尺。经巴德计算，遥远星系的距离比原来的估计值增加了一倍，哈勃常数将比原来减小一倍。1952年，巴德在罗马举行的第8届国际天文学大会上，宣布了他的结果，H0=260。哈勃常数修正的第二个高潮由哈勃的接班人桑德奇掀起。桑德奇是一位著名的实测天文学家，从1956年开始，他在帕洛马天文台对哈勃常数进行了系统的测量工作。在几年的时间内，他得到了600多个星系的数据，最大的红移量值达到Z=，所得到的哈勃常数值为H0=180。在此基础上，桑德奇又对哈勃常数做了进一步的修正，他们再度更换量天尺并把观测范围进一步加大，此时原有确定距离的方法已不再适用，因为当星系距离达到了几百万秒差距时，望远镜已无法区分星系中单个的星，必须寻找代替造父变星做为新距离标准的“指示体”。他们通过天体的绝对星等和视星等的关系，先确定指示体的距离，再由指示体确定星系距离。他们认为能作为距离指示体的有，造父变星、HⅡ区、球状星云、超新星和椭圆星系等。1961年，桑德奇在美国伯克利召开的国际天文学大会上宣布，总估各种测量结果，哈勃常数值应在75与113之间，最或然值为H=98±15，一般可取为100。这一结果表明，宇宙的尺度要比人们早期预期结果远大得多。进入70年代以来，哈勃常数的测定日益受到天文学家们的重视，对它的测量方法也更加系统，测量的精度也日益提高，因而形成了哈勃常数修正的第三次高潮。然而，这次修正高潮之后，局面却日益复杂化。哈勃常数的各次测量值越来越多地接近高低两个值上。桑德奇和他的合作者塔曼得到的值是50，而德克萨斯大学的德瓦科列尔（de Vaucouleurs）的结果却是100，两个值的测量方法都是以造父变星为起点，其后选用不同距离的指示体进行的，结果竟然相差一倍，不仅出现了哈勃常数纷争的局面，也使人们在实际运算中，出现了任意选择的局面，有人选取50，有人选取100，还有人选择平均值75，虽然这些值的选取都具有权威性，但是仍无法最后判定哪一个最准确。目前，对哈勃常数做出裁决为时尚早，但是，从其它方面得到的佐证中，仍然可以提出带有倾向性的意见。根据哈勃常数值，宇宙的哈勃年龄应为t0=×109年和t9=×109年。然而宇宙的年龄还有其它的估算方法。一种方法是测量矿石中放射性元素的含量，根据其半衰期加以估算。对各种放射性元素综合测量的结果，所给出的宇宙年龄是1×1010另一种较为有效的方法是测定球状星团的年龄。根据球状星团的赫罗图，得出它们的年龄在（10～20）×1010综合这些从不同角度得到的估算结果，宇宙的年龄不超过200亿年，这表明取小值哈勃常数更符合实际。由于哈勃常数已成为近代宇宙学中最重要也最基本的常数之一，近年来，对它的研究已成为十分活跃的课题。正式发表的有关哈勃常数的论文已有数百篇。1989年，著名天体物理学家范登堡（Van den Bergh）为天文学和天体物理评论杂志撰写了一篇权威性论文①，它综述了截止到80年代末所有关于哈勃常数的测量和研究结果，最后认为，哈勃常数的取值应为H0=67±8。3．多余天线温度的发现1963年初，在贝尔实验室工作的年青物理学家彭齐亚斯（Penzias，Arno Allan 1933～）和射电天文学家威尔逊（Wilson，Robert Woodrow 1936～）合作，测量银河系内高纬星系的银晕辐射。他们所使用的射电望远镜原是用于接收人造卫星“回声号”回波用的大喇叭口天线加辐射计制成。他们还采用了当时噪音最低的红宝石行波微波激射器，并利用液氦致冷的波导管作为参考噪音源，因为它能产生功率确定的噪音以作为噪音的基准，使噪音的功率可以用等效的温度表示。由于当时的手头正好有一台的红宝石行波微波激射器，他们就先在7cm波段上开始了天线的测试工作。彭齐亚斯和威尔逊的测量结果①表明，天线的等效温度约为±，天线自身的温度为±，其中大气贡献为±，天线自身欧姆损耗和背瓣响应的贡献约为1K，扣除这些因素，最后得到，天线存在有多余噪音，它的等效温度约为±1K。尽管他们采用了各种措施，把各种估计到的噪音来源尽量消除，这个多余噪音的等效温度值依然存在，它不仅稳定，而且均匀无偏振，在任何方向都能接收到。彭齐亚斯和威尔逊观测到天线多余噪音温度现象，带有一定的偶然性，因为实验并没有在理论的预言或指导下进行。然而可贵的是，他们重视观测的结果，忠实于原始资料，不但没有轻易放弃偶然观测到的现象，反而抓住它们一追到底。并想方设法挖掘观测事实背后的意义，这就使他们能不失时机地做出重大发现。在这一成功之中，更难能可贵的是贝尔实验室对实验工作的支持。这一当今最大的工业实验室，拥有数千名才华出众的科技工作者，他们在进行电话、电报技术发展与开发业务的同时，始终重视基础科学，特别是基础物理学的研究工作。它在世界通讯事业中起着中流砥柱的作用，在物理学的研究中，也取得了许多令世人瞩目的成果，例如，在天体物理学方面，1931年，贝尔实验室的电信工程师央斯基（Jansky，Kart Guthe 1905～1950）首先发现了来自银心的周期性噪音射电辐射，从此开创了射电天文学的新领域。这次彭齐亚斯与威尔逊的观测是贝尔实验室与国家射电天文观测台合作进行，贝尔实验室远见卓识地从人力、设备与资金上给予了大力支持，提供了当时世界一流的灵敏毫米波谱线射电望远镜、热电子辐射计、液氦致冷参照噪音源，为实验的成功起到了至关重要的作用。4．宇宙微波背景辐射的证实在与彭齐亚斯、威尔逊实验观测的同时，另一些人也在对同一目标搜寻着。他们是以迪克（Dicke，Robert Henry 1916～）为首的普林斯顿大学的一个研究小组，正在开展一项有关宇宙学的探索性研究。1941年，迪克从罗彻斯特大学获得博士学位。1946年前，他在普林斯顿大学物理系执教。迪克成名于他的一项重要成果——标量-张量场论的提出①。这一理论与爱因斯坦的引力理论并驾齐驱，也能成功地解释引力研究中的一些观测现象，以致在引力场研究中，谁是谁非还一时难见分晓。在60年代，随着宇宙学研究的兴起，迪克对伽莫夫的宇宙原始大爆炸理论产生了浓厚的兴趣。他曾设想，至今宇宙应残存有大爆炸的遗迹，例如宇宙早期炽热高密时期残留的某种辐射。他与他的合作者认为，这种辐射有可能是一种可观测到的射电波②。迪克建议罗尔（Roll，.）和威尔金森（Wilkinson，.）进行观测，还建议皮布尔斯（Peebles，.）对此进行理论分析。皮布尔斯等人在1965年3月所发表的论文中①明确指出，残存的辐射是一种可观测的微波辐射。叙述了极早期宇宙中重元素分解后，轻元素重新产生的图景。皮布尔斯后来在霍普金斯大学做过的一次学术报告中，也阐明了这个想法。1965年，彭齐亚斯在给麻省理工学院射电天文学家伯克（Burke，B.）的电话中，告之他们难以解释的多余天线噪音，伯克立即想起了在卡内基研究所工作的一个同事特纳（Turner，K.）曾提到过的皮布尔斯的那次演讲，就建议彭齐亚斯与迪克小组联系。就这样，实验上和理论上的两大发现由此汇合并推动事态迅速地发展起来。先是彭齐亚斯与迪克通了电话，随即迪克寄来一份皮布尔斯等人论文的预印本，接着迪克及其同事访问了彭齐亚斯和威尔逊的实验基地，他们在离普林斯顿大学只有几英里之遥的克劳福德山讨论了观测的结果之后，双方协议共同在《天体物理学》杂志上发表了两篇简报，一篇是迪克小组的理论文章《宇宙黑体辐射》②，另一篇是彭齐亚斯与威尔逊的实验报导《在4080MHz处天线多余温度的测量》③，虽然后一篇论文考虑到自己尚未在宇宙论方面做出什么工作，出于慎重，论文并未涉及背景辐射宇宙起源的理论，只是提到“所观察到的多余噪音温度的一种可能解释，由本期Dicke、Peebles、Roll和Wikinson所写的另一篇简讯中给出”，但是，两篇论文分别从理论与实验的不同角度表述的研究成果竟如此珠联璧合，不能不令人惊叹。两篇论文发表后，引起了极大的反响。人们意识到，如果能给出天线多余温度确实来自宇宙背景辐射的证明，这个成果对宇宙学的发展的影响将是不可估量的。根据理论分析，早期宇宙极热状态下的光辐射是处于热平衡状态下的，它应具有各向同性且热辐射能量密度分布遵守普朗克定律等特点。随着宇宙的热膨胀，宇宙逐渐冷却，残存的光辐射谱仍应保持普朗克分布。彭齐亚斯与威尔逊所检验到的辐射是否遵从这一分布，应是检验天线多余温度是否来源于宇宙背景辐射的一项重要标准。从1965年到70年代的中期的近十年时间里，不少研究小组相继完成了各种测试。迪克小组在波段上得到了±，夏克斯哈夫特和赫威尔在上测得±，彭齐亚斯和威尔逊在上测得±。然而3K黑体辐射的峰值应在附近，为取得附近的测量值，康奈尔大学的火箭小组和麻省理工学院的气球小组的高空观测结果是，在远红外区有相当于3K的黑体辐射。加州大学伯克利分校的伍迪小组用高空气球测出，在到波段，有的黑体辐射。至此，实验结果与理论已得到极好的符合，彭齐亚斯和威尔逊观测到的多余天线温度确实是宇宙微波背景辐射，这种辐射在宇宙各处的各向同性、无偏振、具有大约3K的黑体谱。这项成果对宇宙学的研究具有重大意义，为此，彭齐亚斯和威尔逊获得了1978年诺贝尔物理学奖。
我们知道小行星是宇宙大爆炸的产物，在太阳系早期小行星撞击其他天体的现象相当频繁，我们在地球，月亮，木星等上面能发现早期很多的撞击坑。经过上亿年的变化，在太阳系，这种撞击逐渐稳定下来。所以我认为随着这种撞击逐渐的稳定，小行星在以后的岁月里对其他天体的撞击也会逐渐的减少
所有的天体都有其诞生和发展变化至直衰亡的历史。按天体物理学家的论断，宇宙空间也是在一次灾变中降生的，在一次绝无仅有的大爆炸中“诞生”的。 在大爆炸时刻，宇宙的体积是零，所以其温度是无限热的。大爆炸开始后，随着宇宙的膨胀，辐射的温度随之降低。大爆炸1秒钟之后，温度降低到了100亿度，这个温度是太阳中心的1千倍。此时的宇宙中主要包含光子、电子、中微子和它们的反粒子（光子的反粒子就是它本身），以及少量的质子和中子。。此时粒子的能量极高，它们相互碰撞并产生大量不同种类的正反粒子对。这些正反粒子对碰到一起时又会湮灭。但此时它们的产生率远大于湮灭率。 顺便一提的是，中微子和反中微子之间以及它们和其它粒子之间的相互作用非常微弱，所以它们并没有互相湮灭掉，以致于直到今天它们仍然存在。中微子的质量被认为是零，但1981年前苏联和1998、1999年日本的研究显示，中微子可能具有微小的质量。如果被证实的话，有助于我们间接地探测到它们。它们是“暗物质”的一种形式，具有足够的引力去阻止宇宙的膨胀并使其坍缩。 宇宙继续膨胀，温度的降低使得粒子不再具有如此高的能量。它们开始结合。与此同时，大部分正反电子相互湮灭，并产生了更多的光子。大爆炸100秒后，温度降到了10亿度，这相当于最热的恒星的内部温度。质子和中子由于强相互作用力（核力）而结合。一个质子和一个中子组成氚核（重氢）；氚核再和一个质子和一个中子形成氦核。根据计算，大约有四分之一的质子和中子转变为氦核，以及少量更重元素，如锂和铍。其余的中子衰变为质子，也就是氢核。 几个钟头之后氦和其它元素的产生停止下来。在这之后的100万年左右，宇宙什么也没有发生，只是膨胀。当温度降低到了几千度时，电子和原子核不能再抵抗彼此间相互的吸引力而结合成原子。由于宇宙存在着小范围的不均匀，区域性的坍缩开始发生。其中一些区域在区域外物体引力的作用下开始缓慢的旋转。当坍缩的区域逐渐缩小，由于角动量的守恒，它自转的速度就逐渐加快。当区域变得足够小时，自转的速度足以平衡引力的作用，象我们银河系这样的碟状星系就诞生了。另外一些区域由于没有得到旋转而形成椭圆形星系。这种星系的整体不发生旋转，但它的个别部分稳定地绕着它的中心旋转，因而也能平衡引力坍缩。 由于星系中的星云仍有不均匀性，它们被分割为更小的星云，并进一步收缩形成恒星。恒星由于引力坍缩产生的高温引发核聚变，聚变产生的能量又抵抗了继续收缩的趋势，恒星进入稳定地燃烧。质量越大的恒星燃烧的越快，因为它需要释放更多的能量才能平衡自身更强的引力。它们甚至会在1亿年这样短的时间里耗尽自己的燃料。 恒星有时会发生被称为“超新星”的巨大喷发，这种喷发令其它一切恒星都显得黯淡无光。这时一些恒星在晚期产生的重元素就会被抛回到星系中，并成为下一代恒星的原料。我们的太阳就是第二或第三代恒星，它含有大约2%的这种重元素。还有少量的重元素聚集并形成了绕恒星公转的行星，我们的地球也是其中之一。 对于宇宙的起源，我们仍然有很多问题：第一、为什么宇宙在大尺度如此的均匀？背景辐射的温度也一样？除非宇宙的不同区域刚好从同样的温度开始！第二、又为什么我们的宇宙会以如此接近临界的速率膨胀？如果它在大爆炸后1秒钟的时刻其膨胀速率只要小十亿亿分之一，那么我们的宇宙早以坍缩！第三、我们的宇宙非常光滑和规则，而从概率上来讲，紊乱的和无规则宇宙的数量应该占绝对优势，因为宇宙初始状态的选择是随机的。我们为何恰巧遇到这样渺茫的几率呢？ 为了解释这些现象，麻省理工学院的学者阿伦·固斯提出了“暴涨宇宙模型”。他认为，早期的宇宙不是象现在这样以递减的速率膨胀，而是存在着一个快速膨胀的时期，宇宙的加速度膨胀使其半径在远远小于1秒钟的时间里增大了100万亿亿亿（1的后面跟30个0）倍。 固斯认为，大爆炸的状态是非常热和相当紊乱的。这些高温表明宇宙中的粒子具有极高的能量。在如此的高温下，强相互作用力、弱相互作用力和电磁力都被统一成为一个力；当宇宙膨胀并变冷，力之间的对称性由于粒子能量降低而被破坏，强力、弱力和电磁力变得彼此不同。这就好象液态水在各个方向上性质都相同，而结冰形成晶体后，就变成了各向异性，水的对称性在低能态被破坏了。 当宇宙暴涨时，它所有的不规则性都被抹平，就如同吹涨一个气球时，它上面的皱摺都被抹平一样。 暴涨模型还能解释为什么宇宙中存在着这么多物质。在量子理论里，粒子可以从“粒子——反粒子对”的形式从能量中创生出来。这些粒子和反粒子具有正能量，而这些粒子的质量产生的引力场具有负能量（因为靠得较近的物体比分开得较远的物体能量低），宇宙的总 能量为零，这保证了能量守恒不被破坏。零的倍数仍然为零，在暴涨时期宇宙体积急剧加倍的过程中，可以制造粒子的总能量变得非常之大，以致于我们的宇宙现在大约拥有1亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿（1后面跟80个零）个粒子。固斯是这样形容这件事的：“宇宙是最彻底的免费午餐！”
天文学家使用位于智利 Cerro Pachón 的 米 SOAR（南方天体物理研究）望远镜证实，2020 年通过 Pan-STARRS1 调查发现的一颗名为 2020 XL5 的小行星是地球特洛伊木马（地球同伴沿着相同的路径像地球一样绕太阳运行）并揭示它比已知的唯一其他地球特洛伊木马要大得多。在此图中，小行星显示在左下方的前景中。最左侧上方的两个亮点是地球（右）和月球（左）。太阳出现在右边。 地球有了一个新伙伴。小行星 2020 XL5 是新发现的一公里宽的碳质太空岩石，已在地球的 L4 拉格朗日点（地球和太阳的引力平衡的地方）发现，创造了一个可以困住物体的稳定点。发表在《自然通讯》上的一篇新论文证实，2020 XL5 将在 L4 至少再停留 4000 年，在我们家乡星球的引力拖拽下默默地穿过太阳系。 这只是有史以来发现的第二个地球特洛伊木马——第一个是在 2010 年发现的——但其他行星有很多。木星在太阳系中已久负盛名，拥有数千个特洛伊木马，数量之多，以至于木星 L4 和 L5 点的小行星群与主小行星带本身的物体数量相媲美。一项名为 Lucy 的木星特洛伊木马研究任务于 10 月启动，将于 2027 年抵达木星的 L4 点。了解这些捕获的小行星是由什么构成的，将有助于研究人员更清楚地了解早期太阳系。 地球的拉格朗日点，物体（称为特洛伊木马）能够保持在稳定或半稳定的轨道上。新发现的 Earth Trojan 2020 XL5 在地球的 L4 点被发现。 虽然它的宝藏令人印象深刻，但木星并没有垄断特洛伊小行星。海王星有 29 个已知的特洛伊木马，即使是地球大小五分之三的火星，其拉格朗日点也有十几个。 那么地球为什么这么少呢？嗯，首先，可能还有更多，只是我们还没有找到。众所周知，地球特洛伊木马很难被发现，因为从我们的角度来看，我们必须几乎直视太阳才能找到它们，这使得它们在强光下几乎无法辨认。像 2020 XL5 这样的 c 型小行星往往具有低反照率，反射很少的光，这无济于事。这种组合使发现地球特洛伊木马成为一项艰巨的挑战。 那么 2020 XL5 是如何被发现的呢？诀窍是仔细安排观察时间。在日出之前和日落之后的一小段时间里，太阳被地平线挡住了，但天空中仍然可以看到拉格朗日点。这不是一个理想的观察情况，机会之窗不会持续很长时间，但足以快速浏览一下。 使用这种方法，天文学家在 2020 年 12 月使用位于夏威夷的Pan-STARRS1调查发现了该物体。当时，很明显 202 XL5 可能是地球特洛伊木马，但直到最近的这项研究确认。数据显示，这是一个“临时特洛伊木马”，这意味着它不是从地球的 L4 点开始，而是被捕获，也不会永远停留在那里，最终被撞出再次自由漫游。不过，这在一段时间内不太可能发生，而且至少在接下来的四千年里，它仍将留在 L4 附近。 寻找地球特洛伊木马的尝试不仅仅依赖于地球望远镜。太空探测器已经访问了地球的 L4 和 L5 点，以在原地寻找以前看不见的物体。例如，美国宇航局的OSIRIS-REx飞船在 L4 区域进行了调查，而隼鸟 2 号飞船在前往小行星 Ryugu 的途中访问了 L5。这两个任务都没有发现新的地球特洛伊木马，但它们帮助限制了可能存在的小行星的数量和大小。 寻找更多地球特洛伊木马的工作仍在继续。正如该论文的主要作者 Toni Santana-Ros 解释的那样，“小行星是我们太阳系早期的时间胶囊，可以教会我们很多关于行星形成时代的知识。地球特洛伊木马特别有趣，因为它们可能是地球形成过程中的剩余物质。即使它们来自遥远的地方，它们在地球拉格朗日点的相对稳定的轨道仍然可以使它们成为航天器任务的理想目的地。” 当被问及该团队的下一步计划时，Santana-Ros 回答说：“这一发现强烈鼓励我们继续寻找新的地球特洛伊木马。找到由地球形成过程中剩余的物质制成的地球特洛伊木马，对于解开早期太阳系的许多秘密非常有帮助。”
天体物理期刊排行
一般天文文章都发表在天文三大期刊：美国：The Astrophysical Journal (ApJ)英国：Monthly Notice of Royal Astronomy Society (MNRAS) 法国和德国：Astronomy and Astrophysics (A&A)
美国：International Journal of Astronomy and Astrophysics。开源期刊，期刊质量好。
天文与天体物理，应该是你想要的吧
天文爱好者》，目前国内最有名、历史最久的天文杂志； 《中国国家天文》，刚发行的，但我感觉内容不如《天文爱好者》； 另外，二楼说的《中国天文学和天体物理学》和《天体物理学杂志》属于专业类的杂志，是学报性质的，而《天空和望远镜》恐怕是世界上最好的天文杂志了，但那是美国的，是英文的，而且比较昂贵。这些都可以在邮局订阅。不过现在已经过了明年杂志的征订期了 《天文爱好者》 由中国天文学会、北京天文馆联合主办，是目前国内唯一一本公开发行的专业天文科普刊物，系中国科协所属优秀科普期刊。 《中国国家天文》 是一本秉承天文人文理念的现代科普杂志，由中国科学院主管、国家天文台主办，2006年10月28日创刊，是中国科学院旗下最精彩的杂志之一。 还有 《中国天文学和天体物理学》， 《天体物理学杂志》 〈天空与望远镜〉 〈中国空间科学技术〉 〈星空〉等
天体物理学研究进展论文
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而本世纪头十年，中子星合并过程中会出现短爆(持续不到几秒)。两年前，LIGO和Virgo引力波探测器观测到了引力波，NASA费米(Fermi)和ESA的Integral两颗卫星也观测到了短暂爆炸，戏剧性地证实了这一点。关于这些伽马暴仍然有许多谜团，特别令人困惑的是高能辐射是如何产生的。
NASA尼尔·盖恩斯·斯威夫特卫星上的伽马射线探测器探测到了GRB 190114C，这是45亿年前发生在遥远星系的一次明亮爆炸。位于西班牙拉帕尔马的Roque de los Muchachos天文台切伦科夫探测器，在Swift的触发下，转向了爆炸的位置，发现了来自爆炸的超高能量光子(TeV能量)。
超高能量的TeV光子是在瞬间发射后约50秒被观测到，处于所谓的“余辉”阶段，其能量至少是之前从任何爆炸中探测到最高能量光子的10倍。尽管如此，来自下诺夫哥罗德应用物理研究所的叶夫根尼·德里舍夫教授和耶路撒冷希伯来大学的Tsvi Piran教授将这些数据与尼尔·盖恩斯·斯威夫特对低能量(x射线)光子的观测相结合，揭示了发射机制的细节。
在2019年8月1日发表在《天体物理学》上的一篇研究论文中，天文学家指出，辐射一定来自于以倍光速向发射的喷流。高能辐射是由电子加速到喷流内部的TeV级能量而发射。发射过程也可以确定：这是所谓的“逆康普顿机制”，其中超高能电子与低能光子碰撞，并提高能量。值得注意的是，同样的相对论电子也通过同步辐射产生低能量的“种子”光子。
MAGIC已经发现了Rosetta伽马射线爆发，这种独特探测让科学家们首次能够区分不同的发射模型，并发现爆炸的确切条件。现在也能理解为什么过去没有观测到这种辐射。未来的切伦科夫望远镜，比如计划中的切伦科夫望远镜阵列，一个正在建设中的跨国项目，将比MAGIC更加敏感。目前的发现表明，未来还会发现许多类似事件，并将继续揭示这个宇宙之谜。
博科园｜研究/来自：耶路撒冷希伯来大学
参考期刊《天体物理学》
DOI:
交流、探讨、学习、科学圈
1986年，中国科学院高能物理研究所和英国南安普敦大学物理系开展一项技术合作项目，我国高能物理研究所派张双南和一位副研究员一同赴英国进行为期半年的合作研究，在合作期间，张双南渊博的知识和勤奋敬业的精神，使英国同行们深为敬佩和感动。合作进展顺利，项目完成后，张双南被留在英国，继续攻读博士学位，并获得英国皇家奖学金。同时在英国南安普顿大学（SOUTH HAMPTOA UNI-VERSITY）获得天文博士学位。1989年年底，张双南从英国应聘到美国宾夕法尼亚大学，同年底到美国航天局太空总署马歇尔飞行中心进行天体物理研究。在此期间，他发明了一新型图像处理方法，并以此获得美国杰出科研成果奖。张双南到马歇尔飞行中心后，对天体物理的研究进入了一个新的阶段，当时他的研究成果不断在天体物理学界引起震动，令世界上许多著名的科学家对这位来自中国的年轻科学家刮目相看。1993年，他的研究论文在世界上最有权威的英国《自然》杂志上发表。该杂志与美国的《科学》杂志齐名，是世界上最有名气、最有影响的科学杂志，在这两本杂志上发表论文，必须是世界一流水平，反映当今世界科研的最新成果。目前，我国两院院士中只有少数科学家在这两个杂志上发表过文章。张双南的论文能在该杂志发表，已说明他在世界天体物理研究上有着很高的影响。后来，他借助美国太空望远镜发回的照片资料，在广袤的宇宙空间不断发现新的天体。通过进一步的研究，1994年他发现的两个天体（黑洞）分别被命名为崐GRO1655-40和GRO--1915+105。黑洞是一种特殊的天体，距地球非常遥远。1998年，法国数学家、天文学家拉普拉斯在牛顿力学基础上最早提出了天体中有黑洞的观点。自从爱因斯坦提出其著名的广义相对论之后，黑洞物理的研究已取得许多进展。尽管物理家们普遍接受在理论上黑洞的性质可以由三个物理量，即质量、自转和电荷作完整的描述，但实际的黑洞却不一定都同时具备这三个性质。黑洞具体的物理性质如何，这不仅对黑洞的形成和演化理论有决定性的检验作用，也有助于物理学家们进一步理解和验证广义相对论以及广义相对论和现代量子力学的统一，后者是当今物理学界最重要的研究课题。为了确定黑洞并揭示出黑洞的自转规律，从1995年起，张双南和另外两位华裔科学家崔伟、陈莞一起，开始搜集黑洞数据资料。1997年2月份，正式构思黑洞旋转的研究，他们应用扫描原理，探测天体形象和银河系周围的物质，包括对原先由张双南发现并命名为GRO1655-40的黑洞的研究。由于黑洞本身不发光，于是利用银河系中双星系统的特性，和从数个人造卫星所收集的各X--射线资料，来勘测距黑洞最近一颗稳定行星的面积和转速，从而推算测定出黑洞以每秒钟十万次的极快速度旋转，在此项发现之前，宇宙间旋转间最快的物体是，每秒钟转动33次。根据爱因斯坦广义相对论的推测，黑洞是因银河中一个或群体星球的崩裂而造成的非常紧密而巨大的物体，且具有强大的引力磁场，任何东西包括光线在内都无法幸免被吸收。张双南博士认为，带有神秘色彩的黑洞一向是很难下定义的。目前仅能列出其质量、转动及电核等三种特性。黑洞的质量以前已被确定，现在又发现了黑洞的转动现象和测定其转速的方法，不但证实了爱因斯坦所预言的黑洞自转的理论，而且也在黑洞的研究方面向前迈出了一大步，这对天体物理学的研究，是一个极大的贡献。不久，美国权威学术刊物《天体物理学》发表了华裔天文学家张双南、崔伟和陈莞的研究成果：率先观察黑洞的自转现象。论文一经发表，立即引起学术界和新闻媒体的巨大兴趣，并在世界天体物理学界引起轰动，该研究成果被认为是现代天体物理研究中的重大突破。很快被《人民日报》、中央电视台、中央人民广播电台相继报道，一时间成为我国科技界及新闻媒体关注的焦点。张双南在科学上取得的这一巨大成就，充分显示了炎黄子孙的聪明和智慧，为中华民族争了光，赢得了荣誉，使他在世界天体物理学界声名远扬。很多国家的科学家慕名访问他，同时他也多次在世界各地召开的天文学家学术会上作报告。美国的哈佛大学、哥伦比亚大学、马里兰大学以及日本等地大学的讲坛上都留下了他的足迹。
天体物理学报
当人类意识到地球只是宇宙中的沧海一粟时，就开始寻找其他和地球环境相当的星球，这样可以开辟第二个地球，那么人类的生存就更有保障了。而这么多年来，通过科学家们的苦心探寻，还真的找到了跟地球环境相似的星球。下面一起来看一下吧
第一个超级地球 - 开普勒22b
2011年12月，开普勒太空望远镜发现到了第一个位于太阳系外的宜居星球，这个星球被命名为开普勒22b，虽然相比较地球所处的宜居带而言，开普勒22b距离它的主恒星要更近一点，但开普勒22b所受到的光照程度却比不上地球，以致于开普勒22b的平均气温仅仅只有21℃，且还有四季。
可见，倘若人类移居到了开普勒22b居住，会比在地球居住要更舒适。就目前而言，开普勒22b有问题困扰着人类：就是开普勒22b究竟是一颗岩石行星，还是一颗气态行星？显然如果是气态行星，哪怕开普勒22b和地球生态环境完全类似，人类也无法居住在开普勒22b。也因为分不清是岩石行星还是气态行星的缘故，科学家不能确定这颗行星的质量大约是多少。
若是岩石行星，则开普勒22b的质量大约是地球的35倍，但如果是气态行星，那有可能仅仅只有10倍左右。粗略估计，一颗开普勒22b大约相当于14个地球之大。若是开普勒22b是一颗岩石行星，这颗星球上至少能够供十倍以上的地球人类居住。以及开普勒22b上大约有着多少说不清的矿产资源，人类可以安心地在开普勒22以上生存千万年亿万年，也不用担心资源随意的开采，百年之后就已经面临枯竭了。
只是理想是美好的，现实是残酷的，因为这颗星球距离地球大约有600光年，依照人类目前最快的飞行的速度，也需要在太空中航行将近2000多万年的时间，才能到达开普勒22b。人类无法在太空中航行如此漫长的时间，哪怕是人类打造的飞行器探测器，也不可能在两千多万年时间后传回信息到地球上。不得不说，速度和距离时间，将会在很长一段时间内困扰着人类。
第二个超级地球 - 比邻星b
由于开普勒22b实在是太过于遥远了，后来科学们就盯上了距离地球大约仅仅只有光年的比邻星b。这颗星球也被科学家们寄予了厚望，猜测比比邻星b不仅具备人类移居的生态环境条件，而且这颗行星更有可能和地球一样，也已经孕育了生命万物。
只是别看仅光年。就目前而言，光年和600光年并没有太多本质上的区别，因为人类的飞行器探测飞船根本无法达到光速。更何况，载人的飞船探测器难度将会成倍地增加。美国宇航局在1977年发射的旅行者一号探测器已经在太空中航行了43年的时间了。如今已经到达了太阳系的边界，却还要花费数年的时间才能穿越太阳系。而太阳系的直径不过2光年，就让人类举步维艰，更何况光年。
未来科学家们还会发现到越来越多颗的类地行星。但是比比邻星b还要距地球更近的行星，可能已经所剩无几了。由此看来，人类需要花费如此多的精力去寻找类地行星吗？明明最适合人类居住的星球，一直在保护着人类文明的前进。但人类却一再地忽视了地球的重要性，人类不断地从地球上开采资源，破坏地球生态平衡。等到地球予以反击，警告人类时，人类却埋怨地球不适合我们居住了。
刊号：CN31－1385/N 出版：上海科学技术出版社《科学》编辑部 地址：上海钦州南路71号 邮编：200235 《空间科学学报》空间科学是当代高科技发展的前沿领域之一，《空间科学学报》是我国空间研究界有影响综合性刊物。所刊载的内容由以空间本身为研究对象的研究成果和与空间环境有关的基础研究，应用研究及技术研究成果构成，报道的主要学科分支包括空间天文学、空间物理学、空间化学与地质学、空间生命科学、微动科学、空间材料科学和空间地球科学等。主要栏目有：理论研究、探测与实验、综述、研究简报，学报动态等等。 期刊分类： 双月刊 创刊年份： 1981 国内刊号： CN 11-1783/V 国际刊号： ISSN 0254-6124 邮发代号： 2-562 定价： 20元/期 主管单位： 中国科学院 主办单位： 中国科学院空间科学与应用研究中心 中国空间科学学会 编辑单位： 《空间科学学报》编辑部 天体物理学报（英文版）Chinese Journal of Astronomy and Astrophysics简 介： 创刊时为中文期刊，2001年改为英文刊。主要刊登天文学和天体物理学领域的原创性研究论文。主要栏目和报道范围：“研究快报”用来报道天文观测的新结果及新理论；“特约综述”聘请国际知名天文学家就某些热点问题进行专题评述。 期刊分类： 双月刊 创刊年份： 1981 国内刊号： CN 11-4631/P 国际刊号： ISSN 1009-9271 邮发代号： 2-187 定价： 20元/期 主管单位： 中国科学院 主办单位： 中国科学院北京天文台 编辑单位： CJAA编辑部
是理论上推断出来的然后发现了一种各项同性的微波辐射，就认为他只能事理论上推断的背景辐射
1948年，伽莫夫提出了关于宇宙起源的“大爆炸”模型。他还预言：大爆炸有残余的辐射遗留下来，大约只有绝对温度几度。对于这样的学说及其预言，在得到确凿的观测证据以前让人们相信是困难的。
20世纪60年代初，为了改进与通讯卫星的联系，美国贝尔实验室建立了一套新型高灵敏度天线接受系统。该实验室的两位科学家彭齐亚斯和威尔逊在用这套仪器进行测量时，发现了一种微波干扰，相当于绝对温度。他们曾做了许多工作试图消除这种干扰，如赶走天线上的鸽子，消除上面的鸽子粪；检查天线金属板的所有接缝，调整天线的位置等。但无论他们如何努力，都无法消除这种微波干扰。经过进一步观测，他们发现这一微波在所有方向上强度都均匀一致，并且不随季节变化。由此他们断定：这是一种宇宙深处的像背景一样无处不在的辐射。1965年5月28日，《贝尔实验室新闻》首先报道了发现宇宙背景微波本底辐射的消息，标题为《新发现的可能是宇宙起源的射电辐射》。
后来，彭齐亚斯和威尔逊与以迪克为首的正在研究宇宙大爆炸遗迹的普林斯顿大学研究组进行了互访。经过讨论他们确信，这种微波背景辐射正是伽莫夫所预言的宇宙大爆炸所遗留下来的残余辐射。
彭齐亚斯和威尔逊两人写了题为《4080兆赫的过剩天线温度测量》一文，发表在美国1965年7月的《天体物理学报》上。该文受到天体物理学家，尤其是宇宙学家的普遍重视，认为这是继哈勃定律以后，宇宙大爆炸学说的又一重大突破，是20世纪60年代射电天文学的四大发现之一。正是由于这一发现，彭齐亚斯和威尔逊共同获得了1978年度诺贝尔物理学奖。
初中物理研究小论文怎么写
你这问题太大了，同意楼上观点！
举一小例写大气压强的，应超出初中物理的知识范围，从人类对大气压强的认识，历史上的大型演示实验，大气压强的本质，托里拆利和大气压力的发现，如何确定标准大气压，大气压和天气的关系，大气压强的利用，可一直写到飞机的升力是利用气压差进行飞行的等等，就是一篇很好的论文。 参考资料 还有好多其他资料，可按照你的兴趣和感受写 大气压强·格里克及其对真空研究的贡献 大气压强·关于大气压的问答（上） 大气压强·关于大气压的回答（下） 大气压强·大气压强的本质 大气压强·标准大气压 大气压强·大气压和天气的关系 大气压强·高山反应 大气压强·潜水病与减压病 大气压强·托里拆利(1608～1647) 大气压强·奥托·格里克(1602—1686) 大气压强·十七世纪对真空问题的研究 大气压强·托里拆利和大气压力的发现 大气压强·历史上显示大气压力的大型演示实验 大气压强·伽利略狱中会徒弟 格里克市外演马戏 大气压强·各种提水机械 大气压强·负压的利用 大气压强·马德堡半球实验 大气压强·大气压强的利用 大气压强·流体压强和流速的关系 大气压强·飞机机翼的升力 大气压强·空吸现象
比如：暑假到了，你想研究一下怎样的纸飞机才能飞得更远，于是乎选题就确定好了。选题必须是值得研究的，有些选题不值得研究就不能选的，比如什么花更好看，什么菜更好吃等，这些选题是不值得研究的。选好题之后，就得确定研究方向了，首先，猜测和假设：纸飞机要飞得更远可能跟纸飞机的折法、重量、形状、空气阻力、掷纸飞机的力的大小、方向、手拿纸飞机的作用点等等有关。然后从中选取几个进行实验方案的设计，别选太多。设计实验时一般要控制好变量，多次实验。然后进行试飞、测量。通过这么多环节下来，感想自然而然就有了。然后联想到生活的一些实际，是否和你研究的问题有相似之处，比如飞机、轮船、动车等等是否也有用到这些原理。完。（你的成绩肯定蛮好的，应该是保送生吧）
二、实践过程： 第一次实践：让学生在探究过程中有体验和认识 第二次实践：学生在探究过程中提高自主解决问题的能力 第三次实践：教师适时引导，学生探究意识增强 第一次实践：让学生在探究过程中有体验和认识 教学设想： 在平时教学中，测小灯泡功率的实验学生都做过，测出小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，根据电功率的数学关系式： ，就能得到小灯泡的功率。教学中教师提出三个探究问题。学生根据教师的提问，通过小组讨论，设计出测定小灯泡功率的实验方案是否可行，让学生在计算机仿真电学实验中进行连接。演示操作过程，特别是平时滑动变阻器的连接是学生的弱项，此时，在仿真电学实验中，可以很直观地解决连接以及动态变化情况。另外，对电流表和电压表的“＋”、“－”接线柱的连接，量程的选择都可以有正确的操作过程。学生进行实验操作，采集有用数据，并通过计算，测出了小灯泡的功率。学生在实践过程中，实验操作得到了有效的训练，但在实际教学中也碰到许多问题。例如，学生如何进行数据处理，电功率与这些数据之间的联系是什么等等有待解决。 教学反思： 第一次实践后，教研组开展了教研活动，在区教研员指导下进行反思，认为三个问题同时进行设计、连接、采集数据、经过运算解决探究内容容量大，坡度不够，探究不深，学生的印象不深。另外，学生主动参与实验的操作时间不足，在实践操作中反映的问题无法得到有效的解决。 第二次实践：学生在探究活动过程中提高了自主解决问题的能力 教学设想： 对第一次实践课所反映出的问题，在实践反思的基础上，重新设计了新的教学方案，新方案针对学生实验的不足，调整了教学策略，增加了学生对实验探究的讨论，包括实验方案的设计、数据的采集、学生面对方案的可操作性的互助讨论和质疑，尤其是增加了知识的迁移内容，强调了各种设计方案中数学关系式的引入及处理，让学生通过深入讨论、评价，切实提高在探究过程中解决问题的能力。 提问一：某一小灯泡标有“ ， ” 字样、电源电压为6V、电键、电流表、标有“50Ω，”字样的滑动变阻器，现一电压表15V一档被坏（0—3V一档可用），怎样用实验的方法来测定小灯泡功率。 〔教学片段1〕 师：在小灯泡额定电压为伏中，电压表15伏一档被损坏，怎样测定小灯泡功率。 生：把电压表并联在滑动变阻器两端。 师：方法很好，一开始就把电压表并联在滑动变阻器两端点行吗？ 生：不行。 师：为什么？ 生：电路连接正确后，闭合电键时，滑动变阻应放在最大，此时，滑动变阻器两端电压超过3V，不能直接并联在滑动变阻器两端。 师：怎么办？ （思考讨论后） 生：能否把电压表先接在小灯泡两端，调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端电压为3V，滑动变阻器两端电压也为3V。这时，可以移动电压表，把电压表并联在滑动变阻器两端，调节滑片，使电压为时，小灯泡两端电压为，观察电流表的示数为，就能测定小灯泡的功率。 …… 提问二：某一小灯泡的额定电压为 、电源电压为6V、电键、电压表、标有“50Ω，”字样的滑动变阻器、但手中没有电流表，怎样用实验的方法来测定小灯泡功率。 〔教学片断2〕 师：调节滑动变阻器滑片，使小灯泡两端电压为伏，此时，滑动变阻器两端电压为伏，怎样知道接有电路中电阻丝的电阻大小。 生：能否测出电阻丝的长度？ 师：为什么要测出电阻丝长度，才能知道阻值大小？ 共3页,当前第1页123 #p# 生：因为滑动变阻器电阻丝总电阻为50欧，总长度为定值，只要测出接入电路中电阻丝的长度，用比例的办法，就能得到接入电路中电阻丝的阻值。 师：你的理论依据是什么？ 生：由电阻定律可知： 。在 （材料性质）、S（横截面积）一定时，R与L（长度）成正比。 师：能否写出关系式？ 生：可以。 师：用什么工具进行测量？ 生：（思考后）用刻度尺。 …… 学生在不断探究思考后，想出了解决办法。通过解决测量接在电路中的电阻丝长度从而求出接在电路中的电阻。 提问三：某一小灯泡的额定电流为 ，电源电压为6V、标有“50Ω，”字样的滑动变阻器、二个电键、电流表、但手中没有电压表，怎样用实验的方法来测定小灯泡功率。 〔教学片断3〕 师：怎样用电流表测通过滑动变阻器的电流？ 生：是否能让电路发生局部短路。 师：怎样发生局部短路？ 生：把电键并联接在小灯泡两端，第一次让电流表示数到达小灯泡时，闭合并联的电键，使小灯泡发生短路，测出电路中的电流。 师：接下来怎么得到小灯泡两端的电压？ 生：用电源电压除以电路局部短路时的电流，得到滑动变阻器接在电路中的电阻，乘以电流就是滑动变阻器两端的电压，电源电压减去滑动变阻器两端电压就是小灯泡两端电压。 师：还有其他方法得到滑动变阻器接在电路中的电阻？ 生：能否还可以用刻度尺来测量？ 师：可以，二种方法你们都可以试一试。 …… 教学反思： 第二次实践，重点放在学生讨论和进一步提高综合解决问题的能力上，并在解决问题的方法上寻找理论依据，让学生懂得要解决问题必须有理论基础。可用最简单的工具（刻度尺）解决较难的电学问题。实际教学中发现学生会采集数据并能用数学表达式进行运算，但不会用表格的形式进行整理。表格是实验数据处理所常用的一种方法，教师的教学应该让学生学会这样一种科学的归纳方法。 第三次实践：教师适时引导，学生探究意识得到了增强 教学设想： 在前两次实践基础上，我和组内教师就第二次实践课中存在的不足，又展开了分析及反思。大家提出，是否能就上过的问题再设置一些问题，设置些学生认知上的障碍，扩大些积极思考的范围，是否让学生在不知道电源电压的情况下来设计实验的方案，解决实际问题，让学生在活动中不断增强探究意识，初步学会发现问题、提出问题，进而找到解决问题的方法。在此基础上增加了思考题：某同学手上有一小灯泡标有“”字样清晰可见，滑动变阻器上标有“50Ω、”，电压表一档 坏了，知道电源电压为6V左右,经思考后，想出一个方法测定小灯泡的功率。此题在实验操作时有许多探究的地方，可以让学生在课余时，先讨论，设计出方案再在课内大家交流，共同参与实验，解决问题。 学生经过讨论，最后得到一个较为理想的方案。把电压表接在小灯泡两端，闭合电键，滑动变阻器处在最大值，记录此时电压表和电流表的示数，把电流表的示数乘以滑动变阻器最大阻值，得到滑动变阻器两端电压，加上小灯泡两端的电压，就能知道电源电压的正确值，随后可以用解决问题（2）中的方法，也可以用解决问题（3）中的方法，测定出小灯泡的功率。在实际的教学实践中，学生通过教师给出的表格或问题设计表格，通过数据的记录、整理，学生能从表格中看出这些数据之间的关系，并能从表格中归纳出应有的结论，也学会了正确的语言表述。 三、总结反思： 第三次实践课是全区公开课。学生通过计算机仿真电学实验，进行分析讨论，观察现象，解决实验中存在的问题，思考实验方法中没有想到的问题，通过学生实际的操作及教师的演示，大大地激发学生的积极思维，并主动参与教学过程。听课的教师对这种边讨论边实验的教学方法，影响深刻，都认为值得借鉴。 通过三次实践和二次反思，我认识到学生能否积极主动地参与课堂教学，设置的探究性问题（或称为问题情景）、探究活动能否积极有效展开，在教学过程中应注意下面这些要素： 1、选择探究内容，要切合学生的认知结构和能力基础。问题的提出要有思维的层次感及一定的认知坡度。 2、发挥现代信息技术和学科教学的整合，多渠道、多方位让学生进行探究，增强学生思维的深度。 3、教师在学生的探究活动中，要及时地解疑导拨，互动合作探究。 教师必须在这些方面下功夫，利用生活中的现象，激起学生主动探究的欲望，并不断地递进探究内容的层次，设置学生思维的坡度，通过质疑、讨论、交流等形式探寻解决问题的方法。 在此基础上，多给学生一定时间进行实践操作，学生在具体操作中，还会发现各种仪器本身所存在的局限性，并不断地反思，吸引学生主动参与到“探究、尝试、发现、创新”地过程中来。 共3页,当前第2页123 #p# 通过“三实践二反思”的教研活动，深深体会到专业研究人员引领所起的作用和教研组全体教师合作互助的教研活动的重要性，给我的教学带来新的理念、新的教学方法。课堂教学是教育教学改革的主阵地，在教学实践和反思中，只有不断地更新教师的教学理念，不断地反思自己的教学行为，改进我们的教学方法，完善我们的教学策略，才能切实有效地提高物理教学的质量，使学生“乐学、会学”，在不断地探究活动过程中，培养学生的科学素质。