Child pages
  • Astrofysiikan peruskurssi
Skip to end of metadata
Go to start of metadata
Perustietoa kursseista

FYS 2046 Astrofysiikan peruskurssi I: Kurssin laajuus 5 op, luennoidaan keväällä 2018 periodissa III (15.1-6.3)
FYS 2047 Astrofysiikan peruskurssi II: Kurssin laajuus 5 op, luennoidaan keväällä 2018 periodissa IV (12.3-8.5)

Luennoitsija: Prof. Peter Johansson (Huone D311)
Laskuharjoitusassistentit: FM Antti Rantala (Huone D308)

Luennot tiistaisin klo. 12.15-14.00 ja perjantaisin klo. 12.15-14.00 D114 Physicum (yhteensä 4 tuntia viikossa).

Laskupaja viikoittain klo 14.15-16.00, D114 Physicum (2 tuntia viikossa).
Tehtävät löytyvät kurssin kotisivulta ja ne tulee palauttaa laskupajaa seuraavana keskiviikkona klo 12.15 mennessä palautuslaatikkoon.

Tehtävien mallivastaukset ladattavissa kurssin kotisivulta torstaisin kello 12.15. Perinteistä palautussessiota ei kursseilla järjestetä.

Pisteytetyt tehtävät voi noutaa toisen kerroksen laskarihuoneen pahvilaatikosta torstaisin kello 12.15 jälkeen, tai laskupajasessiosta.

Luentomonisteet pdf-muodossa:


Astrofysiikan peruskurssi I: FYS 2046

Kurssit suoritetaan loppukokeella:

Loppukoe ti 06.03.2018 klo 10-14 salissa D114  Alustava Koealue: TAP moniste sivut 1-3, 48-144 ja Laskuharjoitukset 1-6

  • Yhteensä 28 tuntia luentoja.
  • Laskuharjoituksia joka viikko yhteensä 6 kertaa, 1/3 minimisuoritus, ylittävästä määrästä plus-pisteitä.
  • Kurssi seuraa monisteita: T. Liljeström: Teoreettisen astrofysiikan peruskurssi  (TAP) K. Mattila ja M. Juvela: Tähtienvälisen aineen fysiikkaa (ISM)
  • Lisäksi sopivia oppikirjoja ovat: 
  1. E. Böhm-Vitense: Introduction to Stellar Astrophysics, Vol. 2. Stellar Atmospheres, Cambridge Univ. Press 1989 (BV)
  2. E. Novotny: Introduction to Stellar Atmosphereres and interiors, Oxford Univ. Press 1973
  3. T. Padmanabhan: Theoretical astrophysics I, Cambridge Univ. Press 2000
  4. H. Scheffler, H. Elsässer: Physics of the Galaxy and Interstellar matter, Springer-Verlag 1988 (SE)


Kurssin alustava aikataulu:

  • 1. Luentoviikko: 15.1-19.1 4 luentoa + laskupaja 1.
    Lyhyt johdatus astrofysiikan historiaan
    Säteilyn perusmääritelmät
    Mustan kappaleen säteily
    TAP: sivut 1-3, 48-64
  • 2. Luentoviikko: 22.1-26.1  4 luentoa + laskupaja 2.
    Säteilyn emissio- ja absorptiokerroin
    Säteilypaine
    Säteilynkuljetuksen perusteet ja säteilynkuljetusyhtälö
    Lähdefunktio
    Säteilytasapaino
    Säteilynkuljetusyhtälön määräämä intensiteettilauseke
    TAP: sivut 64-80
  • 3. Luentoviikko: 29.1-2.2  4 luentoa + laskupaja 3.
    Emissio- ja absorptioviivojen synty
    Säteilynkuljetusyhtälön ratkaisumenetelmiä: Eddington-Barbier menetelmä
    Eddingtonin approksimaatio
    Auringon reunatummuminen
    TAP: sivut 80-93, BV: sivut 26-38
  • 4. Luentoviikko: 5.2-9.2  4 luentoa + laskupaja 4.
    Schuster-Schwarzschildin menetelmä
    Chandrasekharin menetelmä
    Kaasumaisen tilan fysiikkaa tähtien atmosfäärissä
    Maxwellin nopeusjakautuma
    TAP: sivut 93-107
  • 5. Luentoviikko: 12.2-16.2  4 luentoa + laskupaja 5.
    Maxwellin nopeusjakautuma jatkuu
    Boltzmannin laki atomien viritystilojen miehityksille
    Ionisaatioyhtälö (Sahan yhtälö)
    TAP: sivut 108-120
  • 6. Luentoviikko: 19.2-23.2   4 luentoa + laskupaja 6.
    Ionisaatioyhtälö (Sahan yhtälö) jatkoa
    Termodynaaminen tasapaino
    Tähtien atmosfäärimallien laskeminen
    TAP: sivut 120-136
    7. Luentoviikko: 26.2-2.3   4 luentoa + kertauslaskupaja
    Tähtien atmosfäärimallien laskeminen jatkuu
    Varhaisen spektriluokan tähden atmosfäärimalli
    Kertaus- ja kyselyluento
    TAP: sivut 137-145

  • Loppukoe 06.03.2018 klo 10-14 salissa D114  Koealue: TAP moniste sivut 1-3, 48-144 ja Laskuharjoitukset 1-6

Laskuharjoitukset:

Astrofysiikan peruskurssi I

  • Laskuharjoitus 1:        astrofys_lask_1.pdf               Laskupaja pe 19.1. kello 14.15.      Palautus ke 24.1. kello 12.15.     Mallivastaukset ja pisteet  to 25.1. kello 12.15.        
  • Laskuharjoitus 2:        astrofys_lask_2.pdf               Laskupaja pe 26.1. kello  14.15.     Palautus ke 31.1. kello 12.15.     Mallivastaukset ja pisteet  to 1.2. kello 12.15.         
  • Laskuharjoitus 3:        astrofys_lask_3.pdf               Laskupaja pe  2.2. kello   14.15.      Palautus ke 7.2. kello 12.15.       Mallivastaukset ja pisteet to 8.2. kello 12.15.          
  • Laskuharjoitus 4:        astrofys_lask_4.pdf               Laskupaja pe   9.2. kello  14.15.     Palautus ke 14.2. kello 12.15.     Mallivastaukset ja pisteet  to 15.2. kello 12.15.       
  • Laskuharjoitus 5:        astrofys_lask_5.pdf               Laskupaja pe 16.2. kello  14.15.     Palautus ke 21.2. kello 12.15.     Mallivastaukset ja pisteet to 22.2. kello 12.15.         
  • Laskuharjoitus 6:        astrofys_lask_6.pdf               Laskupaja pe 23.2. kello  14.15.     Palautus ke   28.2. kello 12.15.   Mallivastaukset ja pisteet to   1.3. kello 12.15.        
  • Kertauslaskupaja:       Laskupaja pe 2.3.   kello  14.15.

           Laskupajat perjantain luennon jälkeen kello 14.15.
           Pisteet ja mallit ilmestyvät palautuksen jälkeisenä päivänä.



Kaavakokoelma loppukokeita varten:

Kurssin tulokset:






Astrofysiikan peruskurssi II: FYS 2047

Kurssit suoritetaan loppukokeella:

Loppukoe ti 08.05.2018 klo 10-14 salissa D112. Alustava Koealue: TAP moniste sivut 145-221 (Ei yksityiskohtia sivut 168-170, 199-201, 219-221), ISM moniste sivut 1-46 ja Laskuharjoitukset 1-6

  • Yhteensä 28 tuntia luentoja.
  • Laskuharjoituksia joka viikko yhteensä 6 kertaa, 1/3 minimisuoritus, ylittävästä määrästä plus-pisteitä.
  • Kurssi seuraa monisteita: T. Liljeström: Teoreettisen astrofysiikan peruskurssi  (TAP) K. Mattila ja M. Juvela: Tähtienvälisen aineen fysiikkaa (ISM)
  • Lisäksi sopivia oppikirjoja ovat: 
  1. E. Böhm-Vitense: Introduction to Stellar Astrophysics, Vol. 2. Stellar Atmospheres, Cambridge Univ. Press 1989 (BV)
  2. E. Novotny: Introduction to Stellar Atmosphereres and interiors, Oxford Univ. Press 1973
  3. T. Padmanabhan: Theoretical astrophysics I, Cambridge Univ. Press 2000
  4. H. Scheffler, H. Elsässer: Physics of the Galaxy and Interstellar matter, Springer-Verlag 1988 (SE)

  • 1. Luentoviikko: 12.3-16.3    4 luentoa + laskupaja 1.
    Yhteenveto ekstinktioprosesseista
    Klassisen dipolin absorptio
    Dipolin säteilyteho
    Klassisen oskillaattorin absorptiokerroin
    TAP: sivut 145-157

  • 2. Luentoviikko: 19.3-23.3    4 luentoa + laskupaja 2.
    Säteilyn sirottuminen klassisesta oskillaattorista
    Thomsonin sironta
    Rayleighin sironta
    Valon sirottuminen pölyhiukkasista (pääpiirteet)
    Kontinuumiabsorption päätekijät
    TAP: sivut 158-172 (sivut 168-170 ylikurssia)

  • 3. Luentoviikko: 26.3-6.4   4 luentoa + laskupaja 3.
    Atomin ionisoituminen
    Vedyn bound-free absorptiokerroin
    Vedyn free-free absorptiokerroin
    Negatiivisen vetyionin kontinuumiabsorptio
    Muiden alkuaineiden kontinuumiabsorptio
    Keskimääräinen absorptiokerroin
    TAP: sivut 173-191

  • 4. Luentoviikko: 9.4-13.4    4 luentoa + laskupaja 4. Huom. Tiistain Luento siirretty ma 9.4 klo 14.15-16.00 Sali D117
    Sidoselektronien siirtymätodennäköisyydet
    Einsteinin todennäköisyyskertoimet
    Säteilyvaimennuksen kvanttimekaaninen lauseke
    Spektriviivaprofiilin luonnollinen leveneminen
    Atomien liikkeiden aiheuttamat spektriviivan levenemiset
    Atomien törmäyksistä aiheutuva spektriviivan leveneminen
    TAP: sivut 192-210 (sivut 199-201 ei yksityiskohtia)

  • 5. Luentoviikko: 16.4-20.4    4 luentoa + laskupaja 5.
    Yhdistetyn spektriviivan laskeminen
    Spektriviivojen voimakkuudet ja kasvukäyrä
    Teoreettisen spektriviivaprofiilin laskeminen
    Tähtienvälisen aineen fysiikkaa
    Vedyn ionisaatio ja rekombinaatio
    HII-alueet alkua
    TAP: sivut 211-221, (sivut 219-221 ei yksityiskohtia) ISM: sivut 1-10, vastaa sivuja 269-275 H. Scheffler & H. Elsässer oppikirjassa

  • 6. Luentoviikko: 23.4-27.4   4 luentoa + laskupaja 6.
    HII-alueet jatkoa
    Ionisaatioasteen muutos säteen funktiona
    Tähtienvälisen materian emissio- ja absorptiomekanismit.
    Säteilynkuljetusyhtälö tähtienvälisessä aineessa
    Spektriviivaemissio ja -absorptio tähtienvälisissä olosuhteissa
    Statistinen tasapaino
    ISM sivut 10-16, ISM sivut 22-36 vastaa sivuja 275-277 ja 241-252 H. Scheffler, H. Elsässer oppikirjassa

  • 7. Luentoviikko: 30.4-4.5    4 luentoa + kertauslaskupaja Huom. Tiistain Luento siirretty ke 2.5 klo 14.15-16.00 Sali D114
    Virittyminen tähtienvälisissä olosuhteissa
    Sovellutuksia radiotaajuusalueen siirtymistä
    21 cm viivan synty ja ominaisuudet
    21 cm viivan emissio, absorptio ja havainnot
    ISM sivut 37-45, vastaa sivuja 252- 255, sivuja 174-177, sekä sivuja 344-347 H. Scheffler, H. Elsässer oppikirjassa

  • Loppukoe 08.05.2018 klo 10-14 salissa D112 Koealue: TAP moniste sivut 146-221 (Ei yksityiskohtia sivut 168-170, 199-201, 219-221)), ISM moniste sivut 1-46 ja Laskuharjoitukset 1-6



Laskuharjoitukset:

Astrofysiikan peruskurssi II

  • Laskuharjoitus 1:  astrofys_2_lask_1.pdf       Laskupaja pe 16.3. kello  14.00 - 15.45.     Palautus ke 21.3. kello 12.15.     
  • Laskuharjoitus 2:  astrofys_2_lask_2.pdf       Laskupaja pe 23.3. kello  14.00 - 15.45.     Palautus ke 28.3. kello 12.15.     
  • Laskuharjoitus 3:  astrofys_2_lask_3.pdf       Laskupaja pe  6.4. kello  14.00 - 15.45.     Palautus ke  11.4. kello 12.15.     
  • Laskuharjoitus 4:  astrofys_2_lask_4.pdf       Laskupaja pe 13.4. kello  14.00 - 15.45.     Palautus ke 18.4. kello 12.15.                
  • Laskuharjoitus 5:  astrofys_2_lask_5.pdf       Laskupaja pe 20.4. kello  14.00 - 15.45.     Palautus ke 25.4. kello 12.15.     
  • Laskuharjoitus 6:  astrofys_2_lask_6.pdf       Laskupaja pe 27.4. kello  14.00 - 15.45.     Palautus ke 2.5. kello 12.15.     

  • Kertauslaskupaja:      Laskupaja pe 4.5. klo 14.00-15.45 (tai niin kauan kun kerrattavaa riittää)

           Laskupajat perjantain luennon jälkeen kello 14-15.45.
           Mallit ilmestyvät viimeistään palautuksen jälkeisenä päivänä.


Kaavakokoelma loppukokeita varten:

Kurssin tulokset:



  • No labels