行星空间物理  071M5007H

学期:2017—2018学年(春)第二学期 | 课程属性:专业普及课 | 任课教师:魏勇,戎昭金,柴立晖
授课时间: 星期五, 第3、4节
授课地点: 教2-223
授课周次: 3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15
授课时间: 星期二, 第3、4节
授课地点: 教2-223
授课周次: 3、4、5、6、7、8、10、11、12、13、14、15、16
课程编号: 071M5007H 课时: 50 学分: 3.0
课程属性: 专业普及课 主讲教师:魏勇,戎昭金,柴立晖
英文名称: Planetary Space Physics

教学目的、要求

本课程介绍行星空间物理的基本概念、研究方法和最新进展,通过与地球空间物理的对比,着重讲授太阳系各行星空间环境的共性与特性。课程设计旨在进一步拓宽学生的知识面、培养学生对行星空间物理的兴趣、激发学生创新思维,以及在今后的空间物理研究中建立行星比较研究的大局观。本课程作为专业普及课,将在2015年的春季学期开课,要求选课学生在2014年秋季学期中通过学习核心课程和其他基础课程,已经熟悉了空间物理学的基本概念,并掌握了地球空间环境中的最主要的物理规律。

预修课程

核心课《空间物理概论》等

教 材

授课教师根据学生知识水平自行编写讲义。

主要内容

教学思路及重点:行星空间物理是在地球空间物理的基础上发展而来,旨在帮助理解地球空间环境以及太阳系行星空间的普遍规律。本课程遵循这一学科自身发展过程,讲授思路以地球空间环境作为切入点,展开介绍行星空间环境各方面的物理过程,最后带领学生从比较行星学的角度重新思考地球的空间环境。讲授重点为各行星空间环境的共性与差异,及其背后的主要物理过程。

1-2学时 绪言及学科发展简史 (第3周上)
1. 行星空间物理概述
2. 行星空间物理发展简史

3-4学时 地球空间环境及太阳风环境(第3周下)
1. 地球空间环境各等离子区域及变化特征
2. 地球及各行星轨道的太阳风变化特征

5-6学时 行星大气的基本结构(第4周上)
1. 扩散平衡与行星大气的基本结构
2. 行星大气中的化学过程

7-8学时 行星电离层的基本结构(第4周下)
1. 行星电离层的产生机制与电离平衡结构
2. 行星电离层中的化学过程

9-10学时 行星大气与电离层中的能量平衡(第5周上)
1. 行星大气的温度结构
2. 行星电离层的温度结构

11-12学时 行星逃逸层与热逃逸(第5周下)
1. 行星逃逸层
2. 金斯逃逸与流体动力学逃逸

13-14学时 行星大气与电离层中的输运过程(第6周上)
1. 行星大气与电离层中的垂直输运
2. 行星大气与电离层中的水平输运

15-16学时 行星大气与电离层中的波动现象(第6周下)
1. 行星大气波动的基本模式
2. 行星大气波动的成分效应及电离层对大气波动的响应

17-18学时 行星内禀磁层(第7周上)
1. 固体行星内禀磁层(水星、地球)
2. 气体行星内禀磁层(木星、土星)

19-20学时 行星感应磁层(第7周下)
1. 感应磁层的产生机制
2. 金星和火星的感应磁层

21-22学时 行星电离层的变化性(第8周上)
1. 太阳风-电离层相互作用
2. 磁场对电离层形态的影响

23-24学时 行星空间粒子非热逃逸(第8周下)
1. 非热逃逸的一般物理过程
2. 各行星的非热逃逸过程

25-26学时 彗星和卫星空间环境(第9周上)
1. 彗星空间环境及其与太阳风相互作用
2. 行星卫星的空间环境

27-28学时 行星大气中的辐射过程(第9周下)
1. 行星大气中的气辉现象
2. 行星大气中的极光现象

29-30学时 行星空间天气(第10周上)
1. 空间天气事件概述
2. 各行星典型空间天气事件

31-32学时探测仪器与原理:就位探测(第10周下)
1. 等离子体探测
2. 磁场与中性成分探测

33-34学时探测仪器与原理:遥感探测(第11周上)
1. 行星中性大气的遥感探测
2. 行星电离层的遥感探测

35-36学时 比较行星空间环境与地球系统科学(第11周下)
1. 比较行星空间环境概述
2. 地球系统科学概述

37-38学时 行星空间物理研究方法(第12周上)
1. 设计研究课题的基本思路
2. 实行研究计划的方法
本节结束后对学生进行分组,布置研究项目,学生进行调研,并进行工作设计。

39-40学时 互动:项目考核与指导(第12周下)
检查学生项目设计进展,并进行指导调整。

参考文献