Astrofysiikan peruskurssi

Last modified by Peter Johansson on 2024/03/08 18:27
astperus.jpeg
Perustietoa kurssista

FYS 2046 Astrofysiikan peruskurssi I: Kurssin laajuus 5 op, luennoidaan keväällä 2024 periodissa III (15.1-1.3) 

Luennoitsija: Prof. Peter Johansson (Huone D311)
Laskuharjoitusassistentit: FM Atte Keitaanranta (Huone D308)

Luennot maanantaisin klo 10.15-12.00 ja torstaisin klo 14.15-16.00 huoneessa E205.
Laskupaja torstaisin klo. 16.15-18.00 myös huoneessa E205.

Linkki Moodle-sivulle kurssin virallisen kotisivun kautta:
https://studies.helsinki.fi/kurssit/toteutus/hy-opt-cur-2324-99b5470d-6fe1-4e46-88cb-9383314e82cc/FYS2046
 

Tehtävät löytyvät kurssin kotisivulta ja Moodlesta ja tehtävät tulee palauttaa laskupajaa seuraavana maanantaina klo. 12 mennessä Moodleen.
Tehtävien mallivastaukset ladattavissa Moodlesta tiistaisin klo. 12 jälkeen. Perinteistä palautussessiota ei kursseilla järjestetä.
Pisteytetyt tehtävät löytyvät Moodlesta.

Luentomonisteet pdf-muodossa:

Astrofysiikan peruskurssi I: FYS 2046

Kurssit suoritetaan loppukokeella:

Loppukoe to 07.03.2024 klo. 10-14, Chemicum A129.  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)
  • 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. R. Kippenhahn, A. Weigert, A. Weiss,  ”Stellar structure and Evolution” , Springer-Verlag 2012 (RWW)
  4. T. Padmanabhan: Theoretical astrophysics I, Cambridge Univ. Press 2000
  5. 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
    BV: sivut 26-38, TAP: sivut 80-92
  • 4. Luentoviikko: 5.2-9.2  4 luentoa + laskupaja 4. 
    Schuster-Schwarzschildin menetelmä
    Chandrasekharin menetelmä
    Kaasumaisen tilan fysiikkaa tähtien atmosfäärissä
    Maxwellin nopeusjakautuma
    TAP: sivut 93-110
  • 5. Luentoviikko: 12.2-16.2  4 luentoa + laskupaja 5.
    Boltzmannin hiukkasjakautuma potentiaalikentässä
    Boltzmannin laki atomien viritystilojen miehityksille
    Ionisaatioyhtälö (Sahan yhtälö) johto ja soveltaminen
    TAP: sivut 111-123, RWW 127-130
  • 6. Luentoviikko: 19.2-23.2   4 luentoa + laskupaja 6.
    Ionisaatioyhtälön verifiointi
    Termodynaaminen tasapaino
    Tähtien atmosfäärimallien laskeminen
    TAP: sivut 124-136
    7. Luentoviikko: 26.2-1.3   4 luentoa + kertauslaskupaja
    Tähtien atmosfäärimallien laskeminen jatkuu
    Varhaisen spektriluokan tähden atmosfäärimalli
    Kertaus- ja kyselyluento
    TAP: sivut 137-145
     
  • Loppukoe to 07.03.2024 klo. 10-14, Chemicum A129.  Koealue: TAP moniste sivut 1-3, 48-144 ja Laskuharjoitukset 1-6
     

Laskuharjoitukset:

Astrofysiikan peruskurssi I

  • Laskuharjoitus 1: astrofys_laskuharjoitus_1.pdf            Laskupaja to 18.1. kello 16.15.    Palautus Moodlessa ma 22.1. kello 12.00 mennessä.  
  • Laskuharjoitus 2: astrofys_laskuharjoitus_2.pdf            Laskupaja to 25.1. kello 16.15.    Palautus Moodlessa ma 29.1. kello  12.00 mennessä.    
  • Laskuharjoitus 3: astrofys_laskuharjoitus_3.pdf            Laskupaja to 1.2. kello 16.15.      Palautus Moodlessa ma  5.2.  kello 12.00 mennessä.         
  • Laskuharjoitus 4: astrofys_laskuharjoitus_4.pdf            Laskupaja to 8.2. kello 16.15.      Palautus Moodlessa ma 12.2. kello 12.00 mennessä.        
  • Laskuharjoitus 5: astrofys_laskuharjoitus_5.pdf            Laskupaja to 15.2. kello 16.15.    Palautus Moodlessa ma 19.2. kello 12.00 mennessä.        
  • Laskuharjoitus 6: astrofys_laskuharjoitus_6.pdf            Laskupaja to 22.2. kello 16.15.    Palautus Moodlessa ma 26.2. kello 12.00 mennessä.          
  • Kertauslaskupaja:  Laskupaja to 29.2. kello  16.15.

           Laskupajat torstaisin kello 16.15. Pisteet ja mallit saatavilla palautuksen jälkeisellä viikolla Moodlessa

Kaavakokoelma loppukokeita varten:

Kurssin tulokset: