Astrofizyka I

Celem wykladu jest wprowadzenie podstawowych wielkosci i rownan opisujacych strukture i ewolucje gwiazdowa. Studenci po odbytym wykladzie maja miec pelne zrozumienie podstawowych mechanizmow rzadzacych ewolucja gwiazdowa. Zagadnienia omawiane na wykladzie sa z natury rzeczy bardzo skomplikowane i matematycznie wymagajace. W zawiazku z tym, wyklad bedzie prowadzony przy uzyciu szeregu przyblizen i oszacowan, ktore pozwola studentom studiow magisterskich nabrac intuicji i zrozumienia w zakresie struktury i ewolucji gwiazdowej. Studenci beda w stanie podac i omowic glowne rownania opisujace strukture gwiazdy, oraz obrazowo opisac poszczegolne fazy zycia i ewolucji gwiazdy.

w sali

Wyklad jest skoncentrowany na analizie budowy i ewolucji gwiazd.

Wyklad zawiera opis i dyskusje podstawowych praw struktury i ewolucji gwiazdowej. Wsrod omawianych tematow znajda sie: tworzenie sie gwiazd, ewolucja gwiazd na diagramie H-R, transport promieniowania we wnetrzach gwiazdowych, atmosfery gwiazdowe, produkcja energii i reakcje termojadrowe, struktura gwiazdowa w roznych etapach ewolucji, koncowe fazy ewolucji i towrzenie sie bialych karlow, gwiazd neutronowych i czarnych dziur. Wyklad jest prowadzony na poziomie podstawowym: wszystkie wzory sa podane z wyprowadzeniem i szczegolowo omowione. Jenakze zrozumienie zagadnien struktury i ewolucji gwiazdowej wymaga podstawowych umiejetnosci matametycznych (rozniczkowanie, calkowanie, etc) oraz zrozumienia podstawowych procesow fizycznych (mechanizmy promieniowania, zrozuminie pojec energii, pracy, pedu, etc...). Wyklad jest przeznaczony dla studentów II stopnia fizyki i astronomii.

Wykłąd jest poświęcony budowie i ewolucji gwiazd pojedyńczych,

Omówione są modele o symetrii sferycznej i jedyne przykłady odejścia

od tej symetrii pojawiają się w temacie związanym z rotacją gwiazd.

Poniżej podane są głowne tematy poruszane na wykładach z Astrofizyki I.

1) Podstawowe własności i parametry gwiazd wynikające z obserwacji,

rozmieszczenie gwiazd na diagramie HR.

2) Równanie równowagi hydrostatycznej i wynikające z niego konsekwencje.

3) Modele kul politropowych i ich związek z modelami gwiazd.

4) Równania opisujące adiabatyczne pulsacje radialne i warunek stabilności dynamicznej.

5) Równanie stanu materii gwiazdowej w róznych zakresach temperatury i gęstości.

6) Równanie transferu promieniowania, jego formalne rozwiązanie i przybliżenie dyfuzyjne obowiązujące dla wnętrz gwiazdowych

7) Atmosfery szare: rozwiązanie w przybliżeniu Eddingtona i metodą Chandrasekhara.

8) Transport energii we wnętrzch gwiazdowych poprzez konwekcję i dyfuzję.

9) Reakcje termojądrowe w gwiazdach.

10) Równania budowy wewnętrzej gwiazd, warunki brzegowe i skalowania

dla modeli homologicznych.

11) Równania opisujące ewolucję gwiazdową.

12) Powstawanie gwiazd i własności modeli na ścieżce Hayashiego.

13) Własności gwiazd ciągu głównego.

14) Ewolucja gwiazd na ciągu głównym i po odejściu od niego (gwiazdy mało masywne i gwiazdy o duzych masach)

15) Końcowe etapy ewolucji gwiazdowej i ostateczne produkty ich ewolucji

(białe karły, gwiazdy neutronowe i czarne dziury).

16) Modele budowy i stygnięcia białych karłów.

17) Rotacja gwiazd i jej znaczenie dla ich ewolucji.

60 h - udział w wykładach - 2 ECTS

30 h - przygotowane do wykładów - 1 ECTS

60 h - przygotowanie do egzaminu - 2 ECTS

60 h - udział w ćwiczeniach - 2 ECTS

45 h - przygotowanie do ćwiczeń - 1.5 ECTS

60 h - prace domowe - 2 ECTS

45 h - przygotowanie do kolokwium 1.5 ECTS

Razem 360 h, 12 ECTS

Stellar Structure and Evolution (R. Kippenhahn, A. Weigert)

Stellar Interiors. Physical Principles, Structure, and Evolution (wyd 1. C.J. Hansen, S. D. Kawaler; wyd 2. C.J. Hansen, S.D. Kawaler, V. Trimble)

The Fundamentals of Stellar Astrophysics (G. W. Collins)

Podstawowa znajomosc i zrozumienie jak funkcjonuja gwiazdy o roznych masach i roznym skladzie chemicznym. Zrozumienie procesow produkcji energii w centrum gwiazd, transportu energii w plazmie i atmosferach gwiazdowych oraz roznych faz ewolucyjnych w zyciu gwiazd.

Nie ma formalnego obowiazku uczestnictwa w wykladach, ale jest ono zalecane . Obecność na ćwiczeniach jest potrzebna ze względu na cotygodniowe kartkówki obejmujące dwa-trzy pytania dotyczące podstawowych zagadnień poruszonych na wykładzie i ćwiczeniach.

Elementami punktowanymi przy zaliczeniu ćwiczeń są:

kartkówki, prace domowe, kolokwium.

Aby zaliczyć ćwiczenia suma punktów otrzymanych z kartkówek, prac domowych i kolokwium powinna być większa niż 50 % maksymalnej liczby punktów możliwych do otrzymania.

Do egzaminu pisemnego będą mogły przystąpić również osoby, które miały

z kartkówek więcej niż 50% możliwych do uzyskania punktów i z prac domowych więcej niż 60% możliwych do uzyskania punktów.

Ocena końcowa będzie wystawiona w oparciu o wyniki ćwiczeń i egzaminu z następującymi wagami:

60% - ćwiczenia (kartkówki, prace domowe, kolokwium)

40% - egzamin (pisemny i ustny).

Brak.