Wstęp do astronomii

obowiązkowe

Wstęp do fizyki 390-FG1-1WDF
Wstęp do matematyki 390-FG1-1WDM

mieszany: w sali i zdalnie
w sali

Celem przedmiotu (realizowanego w formie wykładu oraz laboratorium) jest zapoznanie studentów z wybranymi zagadnieniami dotyczącymi astronomii. Wykład jest ilustrowany materiałami multimedialnymi (rysunki, wykresy, fotografie), natomiast laboratorium jest prowadzone w sali przy tablicy oraz w plenerze przy teleskopie.

Profil studiów: ogólnoakademicki

Forma studiów: stacjonarne

Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy (Moduł1: Podstawy fizyki)

Dziedzina i dyscyplina nauki: Dziedzina nauk ścisłych i przyrodniczych, Dyscyplina Astronomia

Rok studiów/semestr: 3 rok/5 semestr

Wymagania wstępne: Przed rozpoczęciem zajęć student powinien posiadać podstawową wiedzę z zakresu matematyki i fizyki. Student powinien potrafić przekształcać wzory matematyczne.

Liczba godzin zajęć dydaktycznych: Wykład - 15 godz, laboratorium - 15 godz.

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

Punkty ECTS: 2

Bilans nakładu pracy studenta: udział w wykładach (15 godz.), udział w laboratorium (15 godz.), udział w konsultacjach (15 godz.), praca własna w domu i przygotowanie do zaliczeń (15 godz.).

Wskaźniki ilościowe: nakład pracy studenta związany z zajęciami wymagającym bezpośredniego udziału nauczyciela - 2 ECTS

Zakres tematów:

Tematy podejmowane na wykładzie:

1) Po co jest astronomia? Teleskopy (budowa), Obserwatoria;

2) Ziemia i Księżyc: wyznaczenie promienia Ziemi, pomiar masy Ziemi, wnętrze i atmosfera Ziemi, zaćmienia Słońca i Księżyca, pływy oceaniczne;

3) Efekty wpływu mikrograwitacji na organizm człowieka;

4) Ciało doskonale czarne, wyznaczenie temperatury efektywnej Słońca;

5) Prawa Keplera;

6) Układ słoneczny: słońce, planety, planety karłowate, pas Kuipera, obłok Oorta;

7) Planety pozasłoneczne;

9) Jasność obserwowalna, klasyfikacja widmowa i typy gwiazd;

10) Diagram Hertzsprunga-Russella (H-R),

11) Ewolucja gwiazd na przykładzie Słońca;

12) Biały karzeł, gwiazda neutronowa, czarna dziura;

13) Droga Mleczna, galaktyki;

14) Ucieczka galaktyk, promeniowanie reliktowe. Wielki Wybuch, skład.

Tematy podejmowane podczas laboratorium :

1) Obrót sfery nieba jako następstwo wirowania Ziemi, ruch Słońca względem gwiazd, sezonowe zmiany położenia gwiazd wglądem horyzontu i pory roku,

2) Kalendarze, strefy czasowe, linia zmiany daty,

3) Współrzędne astronomiczne,

4) Zaćmienia Słońca i Księżyca,

4) Astronomiczna skala jasności. Klasyfikacja widm gwiazdowych.

5) Rozwiązywanie typowych problemów związanych z przeprowadzaniem podstawowych obserwacji astronomicznych z wykorzystaniem atlasu nieba i programów komputerowych,

6) Obserwacje nieba (wzrokowe, z wykorzystaniem lornetki i teleskopowe): lokalizacja najważniejszych gwiazdozbiorów; obserwacja najbardziej interesujących obiektów astronomicznych,

7) Programy komputerowe prezentujące niebo.

8) Budowa i posługiwanie się typowymi narzędziami optycznymi wykorzystywanymi w obserwacjach nieba. Planowanie obserwacji samodzielnych i grupowych.

Laboratorium -- zajęcia o charakterze warsztatowo-wykładowym. Tematyka zajęć dotyczy następujących zagadnień:

1. obrót sfery nieba jako następstwo wirowania Ziemi;

2. ruch Słońca względem gwiazd, sezonowe zmiany położenia gwiazd wglądem horyzontu i pory roku, jako następstwa wokółsłonecznego ruchu Ziemi;

3. zaćmienia Słońca i Księżyca;

4. współrzędne astronomiczne; trójkąt paralaktyczny,

5. prawa Keplera,

6. Słońce, ruch własny gwiazd,

7. Słońce w Drodze Mlecznej,

8. ucieczka galaktyk.

9. Programy komputerowe prezentujące niebo; Budowa i posługiwanie się typowymi narzędziami optycznymi wykorzystywanymi w obserwacjach nieba.

10. Obserwacje nieba [zajęcia dodatkowe, realizowane wieczorem zimą o ile pogoda pozwoli i grupa zajęciowa będzie chciała przyjść]: (wzrokowe, z wykorzystaniem lornetki i teleskopowe): lokalizacja najważniejszych gwiazdozbiorów; obserwacja (wzrokowe, z wykorzystaniem lornetki i teleskopowe) najbardziej interesujących obiektów astronomicznych.

Literatura zalecana

1. Notatki z wykładów w postaci plików pdf (do pobrania za strony www prowadzącego lub wysłane e-mailem na konta pocztowe studentów w USOSWEB),

2. H.Karttunen, P. Kroger, H. Oja, M.Poutanen, K.J.Donner, Astronomia ogólna, PWN, Warszawa, 2020,

3. J.M.Kreiner, Astronomia z astrofizyką, PWN, Warszawa 1988 (wyd. 1), 1992 (wyd. 2).

Literatura dodatkowa

1. J.M.Kreiner, Ziemia i Wszechświat. Astronomia nie tylko dla geografów, Wydawnictwo Naukowe Uniwersytetu Pedagogicznego, Kraków 2009.

2. E.Rybka, Astronomia ogólna, wyd. 7 poprawione i uzupełnione, PWN, Warszawa 1983 i wydania wcześniejsze.

3. F.H.Shu, Galaktyki, gwiazdy, życie. Fizyka Wszechświata, Prószyński i S-ka, Warszawa 2003.

4. A.Branicki, Na własne oczy. O samodzielnych obserwacjach nieba i Ziemi, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2014.

5. A.Branicki, Obserwacje i pomiary astronomiczne dla studentów, uczniów i miłośników astronomii, Wydawnictwo Uniwersytetu Warszawskiego, Warszawa 2006.

6. Atlasy nieba, np. Atlas nieba 2000.0, PPWK, Warszawa 1991.

7. Astronomy, OpenStax, Rice University 2018 (podręcznik w języku angielskim do darmowego pobrania na https://openstax.org).

Efekty uczenia się ważne do września 2026 r.

Student

1. uzyskuje podstawową wiedzę z zakresu astronomii i zna zasady wykonywania prostych obserwacji astronomicznych (K_W18);

2. umie ze zrozumieniem przedstawić podstawowe problemy z zakresu astronomii i astrofizyki, wykonać podstawowe obserwacje astronomiczne i zinterpretować ich wyniki (K_U16);

3. umie ze zrozumieniem i krytycznie korzystać z literatury i zasobów Internetu w odniesieniu do problemów astronomii (K_U17);

4. umie korzystać ze źródeł wiedzy w języku angielskim (K_U29);

5. zna ograniczenia swojej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego kształcenia, podnoszenia kompetencji zawodowych, osobistych i społecznych (K_K01);

6. potrafi pracować w zespole przyjmując w nim różne role, w tym w szczególności rolę kierowniczą, potrafi przyjąć odpowiedzialność za realizowane zadanie zespołowe (K_K02);

7. potrafi samodzielnie wyszukiwać informacje w literaturze i zasobach Internetu, także w językach obcych (K_K05);

8. potrafi formułować opinie na temat podstawowych zagadnień astronomii (K_K06).

Efekty uczenia się ważne od października 2026 r.

Absolwent zna i rozumie:

1. w zaawansowanym stopniu, koncepcje, zasady i teorie właściwe dla fizyki i astronomii w zakresie przewidzianym programem kształcenia (KP6_WG1),

2. potrafi wytłumaczyć opisy prawidłowości, zjawisk astronomicznych i procesów fizycznych wykorzystujące języki matematyki, w szczególności potrafi samodzielnie odtworzyć podstawowe twierdzenia i prawa (KP6_WG3),

Absolwent potrafi:

3. analizować problemy z zakresu nauk fizycznych i astronomii oraz znajdować ich rozwiązania w oparciu o poznane twierdzenia i metody (KP6_UW1),

4. wykonywać analizy ilościowe oraz formułować na tej podstawie wnioski jakościowe (KP6_UW2),

Abolwent jest gotów do:

5. krytycznej oceny posiadanej wiedzy i odbieranych treści (KP6_KK1),

6. do zapoznawania się z literaturą naukową i popularnonaukową w celu pogłębiania i poszerzania wiedzy, z uwzględnieniem zagrożeń przy pozyskiwaniu informacji z niezweryfikowanych źródeł, w tym z Internetu (KP6_KO2).

Po zakończeniu kształcenia odbywa się a) pisemno-praktyczny sprawdzian jako zaliczenie laboratorium (rozwiązywanie zadań rachunkowych) oraz b) zaliczenie wykładu (test z pytaniami otwartymi i zamkniętymi). Uzyskanie co najmniej 50 punktów procentowych oznacza uzyskanie oceny pozytywnej.

Punktacja testu:

0-49% prawidłowych odpowiedzi - 2.0

50-59% - 3.0

60-69% - 3.5

70-79% - 4.0

80-89% - 4.5

90-100% - 5.0