高能天體物理空間探測虛擬仿真實驗是廣西大學建設的虛擬仿真實驗課程。
基本介紹
- 中文名：高能天體物理空間探測虛擬仿真實驗
- 課程負責人：陸翔
- 建設院校 ：廣西大學
- 授課教師：劉宏邦、梁恩維、林達斌、呂靜
課程性質,教學目標,
課程性質
課程背景
高能天體往往存在劇烈的爆發活動現象，如伽馬射線暴，超新星爆發等。高能天體爆發活動會輻射出高能的粒子，探測爆發活動產生的高能粒子有助於理解其爆發活動的性質。由於高能的光子（如X射線，γ射線）會被大氣層吸收，所以對高能光子的探測只能在太空上進行。對於高能天體爆發活動的觀測依賴於空間探測器，而探測器的研製周期長，探測器性能最佳化所需要的耗材較多，不適合開展大規模實驗教學。為此，開展高能天體物理空間探測虛擬仿真實驗教學極為必要。
廣西大學在天文學和高能天體物理領域擁有深厚的教學底蘊和優良的科研條件，承擔有空間高能宇宙線穿越輻射探測器研究（天文聯合基金重點支持項目）、高能宇宙輻射探測設施關鍵技術攻關及原理樣機研製、基於THGEM的X射線光電偏振測量技術基礎研究等國家級空間探測科學研究項目。本項目將高能天體物理空間探測方面的科研內容轉化為虛擬仿真實驗教學課程，培養學生運用基本原理解決高能天體物理空間探測實際問題的能力，重點掌握望遠鏡設計、探測器設計、伽馬射線暴觀測與伽馬射線暴數據的處理方法等。
課程採用多元化探究式實驗教學方法，以學生為中心，推進學生“自主學習、合作學習、研究性學習”，進一步提高學生的實驗與創新能力，並將“課程思政”融入到實驗教學中。
虛擬仿真實驗採用組件技術設計，將儀器按照數學物理原理建模設計成相對獨立的組件，學生可以根據實驗內容調用不同的儀器組件來自主設計實驗方案，並進一步設計拔高的探索性實驗內容。同時，該實驗還通過對接Geant 4、Heasoft、SIXTE等軟體，實現了伽馬暴數據處理和X射線源模擬觀測等。實驗內容有創新性、高階性、挑戰度，體現了科教融合。
教學目標
1、通過對高能天體物理中輻射機制及其主要輻射特點、不同的粒子在探測器中產生的物理過程、伽馬暴的主要性質及高能天體爆發源的基本模型等的認知，使學生掌握高能天體物理的基本知識，培養學生對高能天體物理空間探測的興趣。
2、通過天文望遠鏡的設計實驗，使學生掌握天文望遠鏡的基本原理，並會根據實際探測情況來選擇合適的望遠鏡。
3、通過探測器的設計實驗，使學生掌握氣體探測器、閃爍體探測器、半導體探測器等探測器的設計方法，並能套用到實際的探測中。
4、通過天文觀測實驗，使學生掌握伽馬射線暴探測的方法，培養學生能根據實際的探測對象來對望遠鏡、探測器參數進行設計的能力。
5、通過數據處理實驗，使學生了解伽馬暴數據與X射線源圖像處理流程，掌握對天體爆發暫現源的觀測數據進行處理方法。
