Peking University School of Earth and Space Sciences Welcome to Geophysics,PKU Specialty
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地球物理学专业本科生培养方案

 师资力量
 专业简介
 人才培养要求和目标
 学分要求和课程设置
 课程简介

   一.师资力量

姓名前打*者为博士生导师,打+号者为中科院院士

领域名称:固体地球物理学

姓名 性别 现职称 学历 专业特长及近期研究方向 目前担任本科生教学任务
*+王仁 院士 博士 地球动力学  
*臧绍先 教授 本科 地震学与地球内部物理学  
*陈晓非 教授 博士 地震学与地球内部物理学 地球物理学原理
*蔡永恩 教授 硕士 地球动力学、工程地球物理 工程地球物理学
孙荀英 教授 本科 地球动力学  
朱良保 副教授 博士 地震学、地球内部结构 地震学与地球内部物理学、地球物理观测与实验
胡天跃 副教授 博士 应用地球物理学、地震学、地球物理信号处理 勘探地球物理学基础、地球物理信号处理
宁杰远 副教授 博士 地球动力学、地球内部物理学 地球连续介质力学引论
赵永红 副教授 博士 地球动力学、工程地球物理  
赵克常 讲师 硕士 地震学、工程地球物理学  
盖增喜 讲师 硕士 地震学  
陈 峰 高工 本科    
安金珍 高工 本科    
冯永革 工程师 本科    

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领域名称:空间物理学

姓名 性别 现职称 学历 专业特长及近期研究方向 目前担任本科生教学任务
*+涂传诒 院士,教授 本科 太阳风物理 磁层与太阳风物理
*肖佐 教授 本科 电离层物理与电波传播 电离层物理与电波传播原理
*濮祖荫 教授 本科 磁层物理和空间等离子体物理 电磁学
焦维新 副教授 本科 空间天气与空间探测 空间探测与空间环境模拟,太空探索
王劲松 副教授 博士 电离层物理与高层大气物理 电磁学,高层大气物理学
谢伦 讲师 硕士 磁层物理 光学实验
仲维英 高工 本科 空间电子学 普通物理实验
邹积清 高工 大专 空间电子学  
陈祖幸 讲师 博士 磁层物理 光学
付绥燕 副教授 博士 磁层物理 电磁学

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   二.专业简介

    地球物理学是一门从物理学的角度研究地球内部及太空环境的科学。它用物理学的原理和方法,先进的电子和信息技术、地基监测技术和空间探测技术对各种地球物理场进行观测,探索地球本体及近地太空直至太阳外层大气和整个行星际空间的介质结构、物质组成、形成和演化,研究与其相关的各种自然现象及其变化规律。在此基础上优化和改善人类生存环境、预防及减轻地球与空间灾害对人类的影响,为探测和开发国民经济建设中极需的能源及资源提供新理论、新方法和新技术。

    目前地球物理学一级学科包括固体地球物理学和空间物理学两个二级学科;北京大学地球物理系设立了地球物理和空间物理两个专业。这两个专业分别设立了博士和硕士学位点。在本科教学范围内地球物理专业相应地设有固体地球物理和空间物理两个学科方向,其中固体地球物理专业面向本科招生;在高年级,部分学生可以选修空间物理方向的课程。

    固体地球物理专业创建于1956年,在全国同类专业中历史最悠久。四十年来培养了大批从事地球物理学及相关学科研究工作的高级科技人才及管理人才。他们中有些已经成为科学院院士,有些在国家的重要科研与行政部门担任高级领导职务,还有相当一部分在国外著名大学与研究机构从事科研和教学。空间物理专业创立于1958年,在国内相同的专业中学科方向最齐全,多年来为我国航天、通讯和太空科学领域培养了许多优秀的骨干人才,教学科研水平受到国内外同行的肯定,是我国培养空间科学人才重要基地。

    地球物理学专业共有教授、副教授15名,高级工程师4名,师资力量雄厚,并与国外著名大学和研究机构有着密切的联系及良好的合作关系。本专业注重培养大学生具有坚实的数学、物理基础,深厚的外语与计算机知识,了解并掌握现在地球物理学的基础知识。地球物理学的学科特点决定了本专业毕业的学生不仅具有很强的从事现代地球物理科学研究的能力,而且能适应现代社会多方面工作的需要,能够成为一代新型的科技与管理人才。

    本专业毕业生除大部分考取国内外研究生外,其余的主要志愿到科研机构、高等院校、能源与资源、航天与通讯和国家机关等部门从事科研、教学和高级管理工作。

    本专业为理科专业,学制4年,毕业授予理学学士学位

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   三.专业培养要求、目标

    本专业培养德、智、体全面发展的,掌握地球物理学基础理论、基本知识和基本技能的人才。

    要求本专业学生热爱祖国,坚持四项基本原则,具有良好的道德品质和勤奋严谨、求实创新的科学精神,愿意全心全意为人民服务、为社会主义建设服务。

    要求本专业学生掌握系统的数学物理基础理论和基本知识,有较强的计算机应用能力和较高的外语水平,具有扎实的地球物理专业知识和基本的实验技能,受到从事基础研究或应用研究的初步训练,具有较强的知识更新能力,能够从事地球物理学、应用地球物理学及其他有关学科的科研、教学和生产技术等方面的工作。

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   四.学分要求与课程设置

    总学分:150学分

    其中:

必修课程(92) 全校公共必修课 37
院系必修课 47
专业必修课 8
限制性选修课(37)   37
任意选修课(15)   15
生产劳动(0) 必修 不计学分
毕业设计(6) 毕业论文 6

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  1.必修课程92学分

课程号 课程名 课程名(英文) 周学时 学分 开课时间
03835031 大学英语(一)   4 3.5  
03835032 大学英语(二)    4 3.5  
03835033 大学英语(三)    4 3.5  
03835034 大学英语(四)    4 3.5  
04030150 思想品德修养      2 一上
04030140 邓小平理论概论      3 三下
04031360 毛泽东思想概论      2 一下
04031320 马克思主义哲学原理      2 二上
04031340 马克思主义政治经济学原理      2 三上
04130001 体育一    2 1  
04130002 体育二    2 1  
04130003 体育三    2 1  
04130004 体育四    2 1  
60730020 军事理论   2 2 一上
0053041 计算概论   4 3 一上
0053043 数据结构与计算机图形学    4 3 二下

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课程号 课程名 课程名(英文) 周学时 学分 开课时间
0053011 力学   4 4 一上
0053012 热学   3 3 一下
0053013 电磁学   5 4 一下
0053014 光学   4 4 二上
0053015 普通物理实验   4 4 一下
二上
0013020 高等数学   5 15 一上下
二上
0013026 线性代数   5 4 二上
0053021 理论力学   3 3 二下
0043221 复变函数   3 3 二下
0043211 数学物理方程   3 3 三上

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课程号 课程名 课程名(英文) 周学时 学分 开课时间
0053101 地球物理学原理 Principle of Geophysics 4 4 二下
0053102 地球连续介质力学基础   4 4 三上

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  2.限制性选修课37学分(在以下课程中选够37学分)

课程号 课程名 课程名(英文) 周学时 学分 开课时间
0053103 地球物理学基础(1):地震学与地球内部物理学 Fundamentals of Geophysics (1): Seismology and Interior Physics of The Earth 4 4 三下
0053104 地球物理学基础(2):重力学与大地测量 Fundamentals of Geophysics (2): Gravity and Geodetic Survey 4 4 三下
0053105 地球物理学基础(3):地磁学与地电学 Fundamentals of Geophysics (3): Geomagnetism and Geoelectricity 4 4 四上
0053106 地球物理观测与实验 Geophysical Observation and Experiments 4 4 三下
  勘探地球物理学基础 Exploration Geophysics 3 3 四上
0053108 地球物理信号处理 Geophysical Signal Processing 4 4 三下
0053109 工程地球物理学 Engineering Geophysics 3 3 四上
0053110 地球科学概论   3 3 三上
0143003 普通地质学   3 3 三下
0023002 概率统计   3 3 三上
0013028 计算方法   3 3 三下
  电子线路原理与实验   5 5 二下
  原子物理学   3 3 三上
0043224 电动力学   3 3 三上
0053061 大气科学概论   4 4 三上
0053051 基础天文学   2 2 三上
  空间科学与空间技术引论   3 3 四上
  空间物理学基础(1): 中高层大气与电离层物理学   4 4 三下
  空间物理学基础(2):磁层与太阳风物理学   4 4 三下
  空间探测原理与实验   4 4 三下
0043213 热力学统计物理   3 3 四上
0043225 量子力学   3 3 三下

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  3.任意选修课15学分

  • 系里所开选修课

    参见本科生课程表

  • 全校公共选修课

参见公选课课表
其中要求:
文科学分:4学分
艺术类学分:2学分

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  4.生产劳动(必修): 一周,不计学分

  5.毕业设计 毕业论文6学分

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   五.课程介绍

   1.专业开设课程目录

课程号 课程名 课程名(英文) 周学时 学分 开课时间
0053101 地球物理学原理 Principle of Geophysics 4 4 二下
0053102 地球连续介质力学基础   4 4 三上
0053103 地球物理学基础(1):地震学与地球内部物理学 Fundamentals of Geophysics (1): Seismology and Interior Physics of The Earth 4 4 三下
0053104 地球物理学基础(2):重力学与大地测量 Fundamentals of Geophysics (2): Gravity and Geodetic Survey 4 4 三下
0053105 地球物理学基础(3):地磁学与地电学 Fundamentals of Geophysics (3): Geomagnetism and Geoelectricity 4 4 三下
0053106 地球物理观测与实验 Geophysical Observation and Experiments 4 4 三下
0053107 勘探地球物理学基础 Exploration Geophysics 3 3 四上
0053108 地球物理信号处理 Geophysical Signal Processing 4 4 三下
0053109 工程地球物理学 Engineering Geophysics 3 3 四上

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   2.课程简介

课程编号:0053101

课程名称地球物理学原理

课程类型:本科生必修课

学时学分:72学时,4学分

先修要求:高等数学、普通物理

基本目的

本课程将着重讲授地球物理学的基本原理、研究方法以及经典的研究成果。希望通过本课程的学习,使学生对地球物理学科有一个整体的、清晰的图像,为进一步深入学习及从事地球物理学或其他地球科学研究工作奠定良好的基础。

内容提要

  1. 地球重力学与地球形状
  2. 地球的转动
  3. 地震学
  4. 地球的年龄、温度分布及地球内部结构
  5. 地磁学
  6. 地电场与地球电磁感应
  7. 地球动力学

教学方式:课堂讲授

教材或参考书

  1. W. Lowrie, Fundamentals of Geophysics, Cambridge University Press, 1997.
  2. C. M. R. Fowler, The Solid Earth-An introduction to global Geophysics,Cambridge University Press, 1992.
  3. F. D. Stacey, Physics of the Earth, John Wiley & Sons, 1977.
  4. 傅承义、陈运泰、祁贵仲,地球物理学基础,科学出版社,1985

学生成绩评定方法: 作业占30分,期中考试占20分,期末考试占50分。

专业开设课程目录

课程编号:0053102

课程名称地球连续介质力学基础

课程类型:本科生必修课

学时学分:72学时,4学分

先修要求:微积分,线性代数,理论力学

基本目的

  1. 使学生掌握连续介质力学的基本概念、基本方程和基本原理,为后续课程打下基础。
  2. 使学生掌握弹性力学的基本解题思路和方法。
  3. 使学生了解连续介质力学,尤其是弹性力学在地球科学中的应用。

内容提要

  1. 张量分析基础。
  2. 应力张量及连续介质力学的力学方程。
  3. 应变张量及几何方程。
  4. 连续介质力学的本构关系。
  5. 连续介质力学的基本方程、基本原理及基本解法。
  6. 弹性力学平面问题的求解。
  7. 弹性力学简单空间问题的求解的求解。
  8. 变分原理及其在连续介质力学中的应用。
  9. 连续介质力学的数值解法。

教学方式:课堂讲授

教材或参考书

  1. 朗道,栗弗席兹著,连续介质力学,人民教育出版社,1978。
  2. 王仁,丁中一,殷有泉,固体力学基础,地质出版社,1979。
  3. 尹祥础编著,固体力学,地震出版社,1985。
  4. 武际可,王敏中,弹性力学引论,北京大学出版社,1981。
  5. 陆明万,罗学富,弹性理论基础,清华大学出版社,1990。

学生成绩评定方法: 作业占20分,期中考试占20分,期末考试占60分。

专业开设课程目录

课程编号:0053103

课程名称地震学

课程类型:本科生限选

学时学分:72学时,4学分

先修要求:高等数学,线性代数,复变函数,数理方法

基本目的

了解地震学的基本概念,地震学问题的基本处理方法。

内容提要

  1. 地震学发展史。
  2. 完全弹性无穷小应变基本原理。
  3. 均匀各项同性弹性无限介质中弹性波本征函数解。
  4. 平面波的反-透射, 简单介质中的面波本征函数, 面波的频散及应用。
  5. 粘弹性介质中的平面波。
  6. 各项异性介质中的平面波.。
  7. 地球自由振荡。
  8. 球对称介质中的射线。
  9. 震源的表示, 地震位错源, 位移表示定理.
  10. 地球的内部结构.

教学方式:课堂讲授.

教材或参考书

  1. 《地震学》,傅淑芳,刘宝诚编著,北京大学出版社。
  2. 《地球物理学基础》,傅承义,陈运泰,祁贵仲著,科学出版社。
  3. 《地震学引论》,K.E.布伦,B.A.博尔特著。

学生成绩评定方法:平时成绩40,期末闭卷考试60.

专业开设课程目录

课程编号:0053104

课程名称重力学与大地测量

课程类型:本科生限选课

学时学分:72学时,4学分

先修要求

基本目的

本课程主要讲授地球物理学的主要分支重力学的基本原理与方法。

内容提要

地球的重力场、正常重力场模型、正常重力公式、参考椭球面、大地位、地球重力场模型、大地水准面、垂线偏差、坐标系统、重力校正、重力异常、地壳均衡、重力异常反演、起潮力、拉普拉斯三种潮、起潮力位的调和分析、固体潮、勒甫数、弹性地球模型的固体潮响应、固体潮与地球内部结构、负苛潮、潮汐应力。

教学方式:课堂讲授

教材或参考书

吴庆鹏,重力学与固体潮,地震出版社,1997。

学生成绩评定方法: 作业占20分,期中考试占20分,期末考试占60分。

专业开设课程目录

课程编号:0053105

课程名称地磁学与地电学

课程类型:本科生限选课

学时学分:72学时,4学分

先修要求:数学物理方程,电动力学

基本目的

本课程主要讲授地球物理学的主要分支地磁学的基本原理与方法。

内容提要

  1. 地球基本磁场:阐述现代地磁场的基本特征与结构,地磁场高斯理论,地磁场长期变化及其研究方法,地磁场起源。
  2. 古地磁学:阐述古地磁学的理论基础、研究方法、研究成果及其在地学中的应用。
  3. 地磁异常场: 阐述几种规则磁体在地面上产生的异常磁场的计算方法及实测资料的反演解释方法、解析延拓法、空间波谱分析法,及其应用实例。
  4. 地球变化磁场:阐述变化电磁场的分类及其与太阳活动的关系、平静太阳日变化的基本特征和研究方法及大气发电机理论、磁暴的基本特征及其成因。
  5. 地球电磁感应:阐述感应矢量方程与地磁转换函数、海洋效应、电导率异常及其数值计算方法。
  6. 地壳及其深部电性结构的探测方法:阐述人工电场法(几何测深法、频率测深发与激发激化法)和大地电磁测深的理论和方法。

教学方式:课堂讲授

教材或参考书

  1. 蒋邦本 等,地磁学教程,地震出版社,1986。
  2. 傅承义、陈运泰、祁贵仲,地球物理学基础,科学出版社,1985。

学生成绩评定方法: 作业占20分,期中考试占20分,期末考试占60分。

专业开设课程目录

课程编号:0053106

课程名称地球物理观测与实验

课程类型:本科生限选

学时学分:81学时,4学分

先修要求:地震学、地磁学、重力学

基本目的

了解常用地球物理仪器的原理、操作,观测资料的基本分析和处理。

内容提要

  1. 固体地球物理观测的发展历史。
  2. 地震仪、地磁仪、重力仪的构造及工作原理。
  3. 观测仪器的操作与实验。
  4. 观测数据的基本处理方法。
  5. 科学讲座:介绍地球物理观测研究的新成果和发展动态。

教学方式:课堂讲授、实验操作、计算机操作。

教材与参考书

  1. 《地球物理实验》,北京大学地球物理系编,地震出版社。
  2. 《波谱分析基础》,郑治真编,地震出版社。
  3. 《数字地震波形分析》,朱文林,姚立平等编译,测绘出版社。

学生成绩评定方法: 课堂测验20分,作业20分,实验60分。

专业开设课程目录

课程编号:0053107

课程名称勘探地球物理基础

课程类型:本科生限选课

学时学分:54学时,3学分

先修要求:地球物理学基础

基本目的

  1. 使学生了解勘探地球物理的基本原理和方法。
  2. 使学生学会运用地球物理学的原理,解决国民经济发展中的实际问题。

内容提要

  1. 应用地球物理引论。
  2. 重力法勘探的原理、仪器、解释
  3. 磁法勘探的原理、仪器、解释
  4. 地震法勘探的理论、地震波的特征、反射波法野外方法和仪器、地震资料解释
  5. 岩石和矿物的电性
  6. 自然电位法、大地电流法、大地电磁法
  7. 电磁法勘探的理论、野外系统、野外方法
  8. 电阻率法勘探的原理、野外方法、解释
  9. 激发激化法勘探的原理、测量、解释
  10. 放射性法勘探的原理、仪器、解释
  11. 地球物理测井,包括电法、放射性、声波法、磁法等
  12. 综合地球物理问题

教学方式:课堂讲授.

教材或参考书

  1. W.M.特尔福德、L.P.吉尔达特、R.E.谢里夫、D.A.基斯著,吴荣祥译,应用地球物理学,地质出版社,1982
  2. W.M.Telford, L.P. Geldart, and R.E. Sheriff, Applied Geophysics, 2nd ed.,Cambridge University Press,1990
  3. 罗孝宽,郭绍雍,应用地球物理教程棗重力、磁法,地质出版社,1991
  4. 傅良魁,应用地球物理教程棗电法、放射性、地热,地质出版社,1991
  5. 何樵登,熊维纲,应用地球物理教程棗地震勘探,地质出版社,1991

学生成绩评定方法:作业占40分,期末考试占60分

专业开设课程目录

课程编号:0053108

课程名称地球物理信号处理

课程类型:本科生限选课

学时学分:72学时,4学分

先修要求:高等数学、复变函数

基本目的

  1. 使学生掌握数字信号处理的基本原理、算法。
  2. 使学生学会运用信号处理方法和地球物理学原理处理和分析地球物理资料。

内容提要

  1. Z变换
  2. 傅里叶级数、傅里叶变换
  3. 离散傅里叶变换、快速傅里叶变换
  4. 最小平方滤波(维纳滤波)、卡尔曼滤波
  5. 同态滤波
  6. 最小熵反褶积、最大熵反褶积
  7. 谱估计
  8. 奇异值分解、K-L变换
  9. 海水反鸣震法

教学方式:课堂讲授.

教材或参考书

  1. A.V.奥本海姆,R.W.谢弗,数字信号处理,科学出版社,1982
  2. 徐伯勋,白旭滨,于常青,信号处理及应用,地质出版社,1996
  3. Simon Haykin, Adaptive filter theory, 3rdedition, Prentice Hall, 1996(影印版自适应滤波原理(第三版),电子工业出版社,1998)

学生成绩评定方法:作业占40分,期末考试占60分

专业开设课程目录

课程名称普通地质学

课程类型:本科生限选课

学时学分:85学时,4学分

先修要求

基本目的

根据高等院校地质系、地球物理系和地壳形变测量等系、专业的教学需要而进行的。从事地震预报的地球物理和地壳形变测量的工作者,除了要掌握本专业的知识外,还需懂得地质学的基本原理,掌握地震地质学方面的专业知识。授课内容及要求即是基于这一要求进行的。

内容提要

本课程学习要求达到:
  1. 了解地球的物质组成,认识主要的矿物和三大类岩石
  2. 了解固体地球的物理性质和结构
  3. 识别构造的基本类型
  4. 理解地震与活动断裂的关系
  5. 了解地震地质工作方法
  6. 掌握不同学术观点对地震活动规律的解释
  7. 学会分析一般地质图
  8. 了解地形图基本知识,学会使用地形图

教学方式:课堂讲授,多媒体手段配合,室内实习与野外实习实践。

教材或参考书

  1. 地质学原理,张宝政、陈琦,1982,地质出版社,P5/31
  2. 构造地质学,徐开礼、朱志澄,1989,地质出版社,P54/20.1
  3. 地貌学教程,杨景春,1985,高等教育出版社,P931/13
  4. Physical Geology,Plummer,Charles C.,1993,DuBuque,Iowa,P5/P736.6

学生成绩评定方法: 期末考试占100分。

专业开设课程目录

课程名称:空间科学与空间技术引论

课程类型:本科生限选课

学时学分:68学时,4学分

先修要求

基本目的

本课程介绍空间科学和空间技术的基本内容和国内外现状,使学生能够比较全面了解空间科学和空间技术的发展历史、研究的基本内容和应用的现状及前景。

内容提要

  1. 全景式地介绍空间科学的各个分支学科(空间物理、空间化学、空间天文、空间生命、微重力科学等)的研究领域、研究对象、研究方法、研究成果以及学科前沿,介绍我国空间科学的历史与现状;
  2. 介绍空间科学各个分支在技术层面上的交叉与应用,介绍空间技术在民用、军事、航天等方面的应用情况和发展趋势。

教学方式:课堂讲授,多媒体手段配合,室外参观实践。

教材或参考书

学生成绩评定方法:课堂讨论占30分,期末考试占70分。

专业开设课程目录

课程名称:空间物理学基础(1):中高层大气和电离层物理学

课程类型:本科生限选课

学时学分:68学时, 4学分

先修要求

基本目的

本课程是空间物理学的专业入门课程之一,涉及的空间范围为空间物理研究领域中的近地空间部分。主要讲述距地面30公里以上至数千公里的地球大气中发生的物理现象和过程,以及对于其规律的基本研究方法和主要结论,

内容提要

  1. 中高层大气和电离层运动学、动力学、光化学和电动力学;
  2. 电磁波在电离层中的传播原理。

教学方式:课堂讲授,多媒体手段配合,观测实习。

教材或参考书

学生成绩评定方法:课堂讨论占30分,期末考试占70分。

专业开设课程目录

课程名称:空间物理学基础(2):磁层与太阳风物理学

课程类型:本科生限选课

学时学分:68学时,4学分

先修要求

基本目的

本课程是空间物理学的专业入门课程之一,涉及的空间范围为空间物理研究领域中的行星际空间和磁层部分。主要讲述地球磁层和行星际空间中发生的物理现象和过程,以及对于其规律的基本研究方法和主要结论,

内容提要

  1. 磁层物理学及磁层暴理论;
  2. 太阳风起源、加热、加速及传播;
  3. 日地关系。

教学方式:课堂讲授,多媒体手段配合,观测实习。

教材或参考书

学生成绩评定方法:课堂讨论占30分,期末考试占70分。

专业开设课程目录

课程编号:00534040

课程名称:空间探测与空间环境模拟

课程类型:本科生限选课

学时学分:68学时, 4学分

先修要求

基本目的

了解空间探测和实验室等离子体模拟的基本方法

内容提要

  1. 空间探测的内容,历史和未来;
  2. 空间探测基本仪器,包括磁场测量仪器,质谱仪,光谱仪和粒子辐射探测仪器;
  3. 地球空间探测方法;
  4. 太阳观测与太阳系探索.

教学方式:课堂讲授,多媒体手段配合,演示实验,教学参观与实习。

教材或参考书:空间探测,焦维新编著,北京大学出版社.

学生成绩评定方法:实验与实习占30分,期末考试占70分。

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