1. Opintojakson nimi
Astrofysiikan peruskurssi I
Grundkurs i astrofysik I
Basic Course in Astrophysics I
2. Opintojakson tunniste (koodi)
FYS2046
Aikaisemmat leikkaavat opintojaksot 53921 Astrofysiikan peruskurssi , 8 op. Muut leikkaavuudet?
3. Opintojakso pakollisuus/valinnaisuus
Opintojaksosta vastaa fysikaalisten tieteiden kandiohjelma.
Opintojakso kuuluu pakollisena tähtitieteen aineopintokokonaisuuteen (FYS2400). Muilla fysikaalisten tieteiden opintosuunnilla opintojakson voi sisällyttää valinnaisiin aineopintoihin.
Opintojakso on tarjolla muiden koulutusohjelmien opiskelijoille. Muiden koulutusohjelmien opiskelijat voivat sisällyttää opintojakson fysikaalisten tieteiden opintokokonaisuuteen (FYS1900), tähtitieteen opintokokonaisuuteen (FYS1600) tai fysiikan aineopintokokonaisuuteen (FYS2700).
4. Opintojakson taso (alempi/ylempi/tohtori /eurooppalaisen viitekehyksen(EQF) tasot 6,7,8)
Kanditaso=alempi korkeakoulututkinto/EQF-taso 6. Aineopinnot.
5. Opintojakson suositeltu suoritusajankohta/vaihe
Suositeltu suoritusajankohta fysikaalisten tieteiden kandiohjelmassa: 2. tai 3.opiskeluvuosi, periodi III. Katso tarkemmat opintosuuntakohtaiset ohjeet opintojen ajoitusmalleista.
6. Opintojakson järjestämisajakohta lukukauden/ periodin tarkkuudella
Opintojakso järjestetään joka toinen vuosi kevätlukukaudella 3.periodissa. Opintojakso on luennoitu keväällä 2020 ja se järjestetään seuraavan kerran keväällä 2022.
7. Opintojakson laajuus opintopisteinä
5 op
8. Opintojaksosta vastaava opettaja
9. Opintojakson osaamistavoitteet
Opiskelija hallitsee säteilyn perusmääritelmät ja osaa soveltaa niitä mustaan kappaleen säteilijään. Opiskelijaa osaa johtaa säteilynkuljetusyhtälön. Opiskelija osaa ratkaista säteilynkuljetusyhtälön tähtien atmosfääreissä käyttäen hyväksi yksinkertaisia analyyttisiä ratkaisumenetelmiä. Opiskelija hallitsee erilaisia kaasun tilanyhtälöitä. Opiskelija osaa soveltaa Maxwellin nopeusjakautumaa erilaisiin astrofysikaalisiin ongelmiin. Opiskelija osaa soveltaa Boltzmannin lakia atomien viritystiloille sekä Sahan ionisaatioyhtälöä. Opiskelija osaa laskea yksinkertaisen atmosfäärimallin auringon kaltaiselle tähdelle. Opiskelijaa osaa johtaa klassisen dipolin absorption, laskea dipolin säteilytehon sekä laskea klassisen oskillaattorin absorptiokertoimen.
10. Opintojakso toteutus
Kurssi suoritetaan arvosteltavaksi palautettavilla laskuharjoituksilla ja kurssikokeella tai vaihtoehtoisesti tentillä. Tenttiin osallistuminen edellyttää, että
vähintään kolmasosa laskuharjoitustehtävistä on suoritettu.
11. Edeltävät opinnot tai edeltävä osaaminen
Tähtitieteen perusopinnot. Fysiikan perusopinnot ja teoreettisen fysiikan perusopinnot tai vastaavat matemaattiset tiedot.
12. Suositeltavat valinnaiset opinnot
Suositellaan 2. tai 3. kolmannen vuoden tähtitieteen opiskelijoille samanaikaisesti muiden tähtitieteen aineopintojen kanssa.
13. Opintojakson sisältö
Lyhyt johdatus astrofysiikan historiaan. Säteilyn perusmääritelmät. Mustan kappaleen säteily. Säteilyn emissio- ja absorptiokerroin. Säteilynkuljetuksen perusteet ja säteilynkuljetusyhtälö.
Säteilynkuljetusyhtälön ratkaisumenetelmiä. Auringon reunatummuminen. Kaasumaisen tilan fysiikkaa tähtien atmosfäärissä. Maxwellin nopeusjakautuma. Boltzmannin laki atomien viritystilojen miehityksille. Ionisaatioyhtälö (Sahan yhtälö). Termodynaaminen tasapaino. Tähtien atmosfäärimallien laskeminen. Yhteenveto ekstinktioprosesseista. Klassisen dipolin absorptio. Dipolin säteilyteho. Klassisen oskillaattorin absorptiokerroin
14. Suositeltava tai pakollinen kirjallisuus
Kurssin kotisivu: https://wiki.helsinki.fi/display/astjourn/Astrofysiikan+peruskurssi
Kurssi seuraa monisteita: T. Liljeström: Teoreettisen astrofysiikan peruskurssi ; K. Mattila ja M. Juvela: Tähtienvälisen aineen fysiikkaa (ISM)
Lisäksi sopivia oppikirjoja ovat:
E. Böhm-Vitense: Introduction to Stellar Astrophysics, Vol. 2. Stellar Atmospheres, Cambridge Univ. Press 1989
E. Novotny: Introduction to Stellar Atmosphereres and interiors, Oxford Univ. Press 1973
H. Scheffler, H. Elsässer: Physics of the Galaxy and Interstellar matter, Springer-Verlag 1988.
R. Bowers & T. Deeming: Astrophysics I-II, Jones & Bartlett Publishers, 1984
T. Padmanabhan: Theoretical astrophysics I, Cambridge Univ. Press 2000
15. Oppimista tukevat aktiviteetit ja opetusmenetelmät
Neljä viikkoittaista luentoa, opiskelijan itsenäinen työskentely, joka viikko palautettavat laskuharjoitukset, tehtäviä lasketaan laskupajassa kurssiassistentin johdolla. Laskuharjoitukset palautetaan assistentille joka pisteyttää ne. Kurssin kokonaistyömäärä on 135 tuntia.
16. Arviointimenetelmät ja –kriteerit sekä arvosteluasteikko
Arvosteluasteikko 0-5.
Läpipääsy 1/5 vaatii 43.3% tentin maksimipisteistä, korkein arvosana 5/5 vaatii 86.7% tentin maksimipisteistä. Lopputentistä voi saada maksimissaan 30 pistettä ja laskuharjoituksista voi saada lisäksi yhteensä 6 lisäpistettä ylittämällä vaaditun minimitason, joka on kolmasosa kaikista laskuharjoituspisteistä.
17. Opetuskieli
suomi