天文學研究課題范文

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篇1

愛因斯坦通過著名的電梯假想實驗，明確提出了萬有引力定律中的引力質量和牛頓第二定律中的慣性質量的等效性，也就是著名的等效原理，而這是廣義相對論的基石。牛頓的引力理論建立在平直的歐幾里得空間，而愛因斯坦在利用等效原理找到了局部慣性系之后，使用相對論原理并且加上當時已經成功發展的描述彎曲時空的非歐幾何（黎曼幾何），建立了廣義相對論理論。使用廣義相對論能夠精確地解釋水星近日點的進動，所以廣義相對論的第一次驗證就是通過天文觀測進行的。廣義相對論的一個重要預言就是引力場中的光線偏折，而這個預言第一次得到驗證就是通過日全食的觀測，這個觀測確立了廣義相對論的正確性。

1666年，牛頓把通過玻璃棱鏡的太陽光分解成了從紅光到紫光的各種顏色的光譜，而這就是物理光學的基礎。在1814年～1815年之間，天文學家夫瑯和費在太陽光譜中發現了很多譜線。1885年，天文學家巴耳末發現了符合已知氫原子譜線位置的經驗公式。隨后對原子光譜的進一步觀測又發現了更多的譜線序列和經驗公式。1913年，為了解釋氫原子譜線位置的經驗公式，玻爾建立了原子光譜的量子模型，成功解釋了原子譜線的經驗公式，奠定了原子物理的基礎，量子力學也從此誕生。波爾作為量子力學的奠基人，于1922年獲得了諾貝爾物理學獎。

因此天文學的觀測研究對于建立牛頓力學、驗證廣義相對論和奠基量子力學的實驗基礎都功不可沒，也可以說天文學研究奠基了包含牛頓力學的廣義相對論和量子力學這兩個現代自然科學的最重要的理論體系。