Uniwersytet w Białymstoku - Centralny System UwierzytelnianiaNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Astrophysics and Cosmology

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 390-ERS-2ASK Kod Erasmus / ISCED: 13.205 / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Astrophysics and Cosmology
Jednostka: Wydział Fizyki
Grupy: ERASMUS sem. letni
Fizyka - II stopień stacjonarne - obow
Punkty ECTS i inne: 6.00
Język prowadzenia: polski
Rodzaj przedmiotu:

obowiązkowe

Założenia (lista przedmiotów):

Analiza matematyczna I 390-FS1-1AM1
Analiza matematyczna II 390-FS1-1AM2
Astronomia 390-FS1-3AST

Założenia (opisowo):

(tylko po angielsku) Students should know some topics taken from Astronomy (e.g. what is it a star, the Solar system, a galaxy, the basis of the evolution of stars). Students should also know how to rearrange an equation, calculate differentials or integrals.

Tryb prowadzenia przedmiotu:

mieszany: w sali i zdalnie
w sali

Skrócony opis: (tylko po angielsku)

An aim of the lecture and the colloquium seminars is to acquaint students with chosen subjects of modern astrophysics and cosmology. The classes should be given in a classroom with blackboard. The classes will also be illustrated by diagrams, figures, photos, or movies.

Pełny opis:

Profil studiów: ogólnoakademicki

Forma studiów: stacjonarne

Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy (Moduł 3: Fizyka Teoretyczna)

Dziedzina i dyscyplina nauki: Dziedzina nauk ścisłych i przyrodnicznych, Dyscyplina: Nauki fizyczne, Astronomia

Rok studiów/semestr: 1 rok/2 semestr, spec. Fizyka teoretyczna II stopnia

Wymagania wstępne:Przed rozpoczęciem zajęć student powinien posiadać wiedzę z zakresu astronomii (znać podstawowe pojęcia i zjawiska astronomiczne). Student także powinien potrafić przekształcać wzory matematyczne, różniczkować i całkować.

Liczba godzin zajęć dydaktycznych: Wykład 30 godz, konwersatorium 30 godz.

Metody dydaktyczne: wykład, rozwiązywanie zadań, dyskusja, konsultacje, praca własna studenta w domu

Punkty ECTS: 6

Bilans nakładu pracy studenta: udział w wykładach (30 godz.), udział w konwersatorium (30 godz.), udział w konsultacjach (15 godz.), praca własna (rozwiązywanie zadań, problemów) w domu (30 godz.), przygotowanie do egzaminu pisemnego i ustnego (45 godz.).

Wskaźniki ilościowe: nakład pracy studenta związany z zajęciami wymagającym bezpośredniego udziału nauczyciela - 75 godz., 3,6 ECTS; nakład pracy studenta związany z zajęciami o charakterze praktycznym - 0 ECTS.

Tematy podejmowane na Wykładzie:

I. Budowa wnętrza gwiazdy, ewolucja gwiazd:

1. Twierdzenie o wiriale. Dlaczego gwiazda ma ujemne ciepło właściwe? Skale czasowe Kelvina-Helmholtza, dynamiczna, nuklearna.

2. Warunek równowagi hydrostatycznej gwiazdy.

3. Reakcje jądrowe we wnętrzach gwiazd: bariera kulombowska, cykle p-p oraz CNO, reakcja 3 alpha

4. Transport energii w gwieździe: konwekcja, transport promienisty.

5. Powstawanie gwiazd: Masa Jeansa.

6. Póżne etapy ewolucji gwiazd: stadium czerwonego olbrzyma, mgławice planetarne, supernowe.

7. Podwójne układy półrozdzielone: punkty Lagrange'a, akrecja, jasność Eddingtona, paradoks Algola.

II) Astrofizyka relatywistyczna

1. Zakaz Pueliego, Równanie stanu materii zdegenerowanej.

2. Białe karły: podstawowe parametry, masa Chandrasekhara.

3. Gwiazdy neutronowe i pulsary: podstawowe parametry, budowa wewnętrzna, model latarni morskiej.

4. Czarne dziury: horyzont zdarzeń, efekty wokół czarnej dziury, promieniowanie Hawkinga.

5. Fale grawitacyjne: czym są i jakie mają własności? Detektory fal grawitacyjnych. Podwójny pulsar Hulse'a i Taylora, źródło GW150914, GW170817.

III) Kosmologia

1. Metryka Friedmana-Lemaître’a-Robertsona-Walkera, Model kosmologiczny Friedmana-Lemaître’a,

2. Teoria Wielkiego Wybuchu.

3. Ciemna materia i ciemna energia

Tematy podejmowane na Konwersatorium:

I. Budowa wnętrza gwiazdy, ewolucja gwiazd

1. Zadania dotyczące szacowania wydajności różnych źródeł energii w gwieździe: chemicznych, grawitacyjnych i jądrowych. Oszacowanie skal czasowych: Kelvina-Helmholtza, dynamicznej, nuklearnej. Wykorzystanie twierdzenia o wiriale, oszacowanie energii potencjalnej gwiazdy;

2. Wyprowadzenie warunku równowagi hydrostatycznej gwiazdy;

3. Zadania dotyczące reakcji jądrowych we wnętrzach gwiazd: bariera kulombowska, cykle p-p oraz CNO, reakcja 3 alpha;

4. Zadania ilustrujące transport energii w gwieździe (w drodze konwekcji i transport promienisty);

5. Oszacowanie masy Jeansa dla typowego obłoku molekularnego;

II) Astrofizyka relatywistyczna

1. Oszacowanie podstawowych parametrów białego karła i masy Chandrasekhara;

2. Zadania dotyczące szacowania podstawowych parametrów gwiazd neutronowych i pulsarów;

3. Zadania ilustrujące własności czarnych dziur;

4. Obliczanie, za pomocą formuły kwadrupolowej, mocy promieniowania grawitacyjnego najprostszych źródeł;

III) Kosmologia

1. Zadania związane z modelami Friedmana-Lemaitre'a.

Literatura: (tylko po angielsku)

Recommended literature:

1. B. Basu, An Introduction to Astrophysics, PHI Learning Private Limited, Delhi, 2013.

2. L. A. Anchordoqui, Lectures os Astronomy, Astrophysics and Cosmology, 2016 ( http://arxiv.org/pdf/0706.1988v3.pdf ).

3. A. Liddle, An Introduction to Modern Cosmology, WILEY, 2009.

Additional literature:

1. M. S. Longair, High Energy Astrophysics, Cambridge University Press, Cambridge 2011

2. M.S. Longair, Galaxy formation, Springer-Verlag, Berlin 1998.

3. H. Bradt, Astrophysics Processes, Cambridge University Press, Cambridge 2008

4. The Internet: web pages of ESO, ESA, NASA, astronomical www pages

Efekty uczenia się:

Student:

1. rozumie rolę teorii fizycznej i abstrakcyjnego opisu obiektów fizycznych oraz zjawisk fizycznych w zakresie wybranych zagadnień fizyki współczesnej i jej zastosowań (K_W02);

2. ma poszerzoną wiedzę z zakresu wybranych działów fizyki teoretycznej (w tym astrofizyki i kosmologii), zna i rozumie podstawowe koncepcje teoretyczne oraz modele matematyczne wybranych układów i zjawisk (K_W09);

3. ma wiedzę o kierunkach badań, problemach fizyki współczesnej i najnowszych odkryciach z zakresu fizyki (K_W10);

4. umie ze zrozumieniem stosować metody fizyki teoretycznej do ilościowej i jakościowej analizy wybranych układów i zjawisk fizycznych w zakresie przewidzianym programem specjalności (K_U09);

5. umie stosować poznane narzędzia matematyki do formułowania

i rozwiązywania wybranych problemów z fizyki i jej zastosowań praktycznych (K_U13);

6. umie ze zrozumieniem i krytycznie korzystać z fachowej literatury i zasobów Internetu - w tym źródeł w języku angielskim w odniesieniu do studiowanych problemów fizyki (K_U10);

7. rozumie potrzebę stałego pogłębiania swojej wiedzy oraz potrzebę przekazywania społeczeństwu rzetelnej, opartej na dowodach, wiedzy z zakresu fizyki i jej zastosowań (K_K02).

Metody i kryteria oceniania: (tylko po angielsku)

The written exam in the form of a test (answer to questions and solve exercises) will be at the end of the colloquium seminars.

The oral exam will be after the end of the course.

In the case of the test:

0-49% correct answers - 2.0 (F)

50-59% - 3.0 (E)

60-69% - 3.5 (D)

70-79% - 4.0 (C)

80-89% - 4.5 (B)

90-100% - 5.0 (A)

Praktyki zawodowe:

Nie wymagane.

Zajęcia w cyklu "Rok akademicki 2019/20" (zakończony)

Okres: 2019-10-01 - 2020-06-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Konwersatorium, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Marek Nikołajuk
Prowadzący grup: Marek Nikołajuk
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Konwersatorium - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Rok akademicki 2020/21" (w trakcie)

Okres: 2020-10-01 - 2021-06-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Konwersatorium, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Marek Nikołajuk
Prowadzący grup: Marek Nikołajuk
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Konwersatorium - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet w Białymstoku.