Μάθημα : Αστροφυσική Ι

Κωδικός : PH230

Αστροφυσική Ι

Φ-230  -  Παπαδάκης Ιωσήφ

Περιγραφή Μαθήματος

Μάθημα

Tο μάθημα "ΦΥΣ-230. Αστροφυσική Ι" απευθύνεται σε δευτεροετείς φοιτητές. Αποτελεί ουσιαστικά μία εισαγωγή στην φυσική των άστρων. Αρχικά το μάθημα παραθέτει στοιχεία για τα παρατηρησιακά μέγεθη των άστρων. Στη συνέχεια επικεντρώνεται στον Ήλιο, στα παρατηρησιακά χαρακτηρηστικά του, και στις συνθήκες που επικρατούν στο εσωτερικό του. Με βάση αυτά τα στοιχεία το μάθημα προχωράει στη μελέτη της φυσικής του Ήλιου, δίνοντας βαρύτητα στις πυρηνικές αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα στο εσωτερικό του (και στο εσωτερικό όλων των άστρων). Με βάση αυτές τις γνώσεις, προχωράμε στη μελέτη την εξέλιξης των άστρων, και των τελευταίων φάσεων της "ζωής" τους, τους λευκούς νάνους, αστέρες νετρονίων και μελανές οπές.

 

ΦΥΣ-230. Αστροφυσική Ι
Ώρες: 4
ΕCTS: 6
Εξάμηνο: 3ο
Ημέρες διδασκαλίας: Τετάρτη 15:00-17:00 και Παρασκευή 14:00-16:00 στο Αμφιθέατρο ΣΤ.

  • Διδάσκοντες

    Ιωσήφ Παπαδάκης
    Γραφείο: 211 Κτίριο Φυσικής
    Ώρες Γραφείου: Τρίτη 14:00-16:00
    e-mail: jhep@physics.uoc.gr
    Τηλέφωνο: +30-2810-394213

    Περιεχόμενο μαθήματος

    • Παρατηρησιακά χαρακτηριστικά Αστέρων: Αποστάσεις, Λαµπρότητα (ορισμός φαινόμενου και απόλυτου μεγέθους), Θερμοκρασία (ακτινοβολία μέλανος σώματος).
    • Συστήματα Φίλτρων (μεγέθη αστέρων σε διαφορετικές φασματικές περιοχές), Δείκτες Χρώματος.
    • Ακτίνα και Μάζα Αστέρων (διπλά συστήματα αστέρων).
    • Φασματική ταξινόμιση αστέρων, Κατηγορίες Λαμπρότητας αστέρων, Αστρικά σµήνη και το διάγραµµα Hertzsprung – Russell.
    • Στοιχεία για τον Ήλιο (ατμόσφαιρα, εσωτερικό του Ήλιου, Ηλιακός κύκλος, Ηλιακός Άνεμος).
    • Φυσική του Ήλιου (Πυρηνική καύση – Πυρηνοσύνθεση).
    • Eξέλιξη των άστρων (Κύρια ακολουθία-Κλάδοι γιγάντων)
    • Πλανητικά νεφελώματα, Έκρηξη υπερκαινοφανών.
    • Αστρικός θάνατος (Λευκοί Νάνοι - Αστέρες Νετρονίων – Μαύρες Τρύπες).

    Βιβλιογραφία

    Βασικά εγχειρίδια:

    Προαπαιτούμενες Γνώσεις:

    Φ-211 (Εισαγωγή στη Σύγχρονη Φυσική Ι). Αν και όλες τις έννοιες αυτές θα τις παρουσιάσουμε και στο μάθημα είναι χρήσιμο εάν γνωρίζετε τις βασικές έννοιες του ατομικού μοντέλου και της  αλληλεπίδρασης ύλης ακτινοβολίας οι οποίες διδάσκονται τόσο στη φυσική γενικής παιδείας στο λύκειο και πιο αναλυτικά στο Φ-211.

    Μέθοδοι αξιολόγησης

    Η αξιολόγηση του μαθήματος θα γίνει κατά 100% με βάση την επίδοση στις εξετάσεις Ιανουρίου. 

    Οι φοιτητές ενθαρρύνονται να λύνουν τις ασκήσεις που δίνονται κατά τη διάρκεια του εξαμήνου.

Ενότητες

1η βδομάδα

Εισαγωγή. Παρατηρησιακά χαρακτηριστικά Αστέρων: Αποστάσεις και η μέθοδος της παράλλαξης, οι ένοιες της λαμπρότητας και της φαινόμενης λαμπρότητας (ροής ακτινοβολίας) των αστέρων. Ορισμός φαινόμενου και απόλυτου μεγέθους. Θερμοκρασία αστεριών. Ακτινοβολία μέλανος σώματος.

 

Ύλη -  Κεφ. 3 από "Εισαγωγή στη Σύγχρονη Αστροφυσική" - Carroll & Ostlie

Κεφ. 2 (σελ 45-76) : Αποτελεί μια γενική εισαγωγή την μηχανικής και βαρύτητας την οποία είναι καλό να γνωρίζετε

2η βδομάδα

Συστήματα Φίλτρων (μεγέθη αστέρων σε διαφορετικές φασματικές περιοχές). Συντελεστής ολικής διόρθωσης. Δείκτες Χρώματος. Επίδραση μεσοαστρικής απορρόφησης.

 

Ύλη - Κεφ. 3. "Εισαγωγή στη Σύγχρονη Αστροφυσική" - Carroll & Ostlie

3η βδομάδα

Φάσματα αστέρων. Σχηματισμός φασματικών γραμμών απορρόφησης και εκπομπής. Φασματική ταξινόμιση αστέρων.Φαινόμενο Doppler (μέτρηση ακτινικής συνιστώσας ταχύτητας αστέρων). Φαινόμενο Zeeman (μέτρηση μαγνητικού πεδίου). 

 

Ύλη - Kεφ 4 και Κεφ. 5 "Εισαγωγή στη Σύγχρονη Αστροφυσική" - Carroll & Ostlie

 

4η βδομάδα

Διάγραµµα Hertzsprung – Russell. Αστρικά Σμήνη. Τάξεις φωτεινότητας αστέρων, κατάταξη κατά Yerkes από τους Morgan & Keenan.

Ύλη - Κεφ. 5  "Εισαγωγή στη Σύγχρονη Αστροφυσική" - Carroll & Ostlie

 

5η βδομάδα

από 18/12/24

Μέτρηση μάζας αστέρων. Σχέσεις μεταξύ μάζας, ακτίνας και λαμπρότητας αστέρων.

Ύλη -  Κεφ. 7 από το βιβλίο "Εισαγωγή στη Σύγχρονη Αστροφυσική" - Carroll & Ostlie. Το κεφάλαιο αυτό δεν είναι τυπωμέο στην ελληνική έκδοση του βιβλίου, αλλά μπορείτε να το βρείτε στην κατηγορία "Επιπλέον κεφάλαια του βιβλίου των Caroll & Ostlie" στο eclass του μαθήματος. 

6η και 7η βδομάδα

Το εσωτερικό των αστέρων. Συνθήκη υδροστατικής ισορροπίας, εξίσωση διατήρησης μάζας, καταστατική εξίσωση πίεσης, νόμος ιδανικού αερίου, Πίεση ακτινοβολίας.

 

Ύλη - Κεφ. 7 "Εισαγωγή στη Σύγχρονη Αστροφυσική" - Carroll & Ostlie

 

 

8η βδομάδα

Αστρικές πηγές ενέργειας. Πυρηνικές αντιδράσεις σύντηξης (αλυσίδα αντιδράσεων πρωτονίου-πρωτονίου, ο κύκλος CNO).

 

Ύλη - Κεφ. 7 "Εισαγωγή στη Σύγχρονη Αστροφυσική" - Carroll & Ostlie

9η βδομάδα

Ο Ήλιος: εσωτερικό, φωτόσφαιρα, χρωμόσφαιρα, Στέμμα, Ηλιακός κύκλος, Ηλιακός άνεμος. Το "πρόβλημα" των ηλιακών νετρίνο.

Ύλη - Κεφ. 8 "Εισαγωγή στη Σύγχρονη Αστροφυσική" - Carroll & Ostlie

 

 

10η και 11η βδομάδα

Παραγωγή βαρύτερων στοιχείων στα αστέρια. Όριο λαμπρότητας Eddington. Εξέλιξη αστέρων μικρής μάζας [ Κλαδος γιγάντων - Έκλαμψη ηλίου -(Αντίδραση 3-α) - Οριζόντιος κλάδος γιγάντων - Ασυμπτωτικός κλάδος γιγάντων - Πλανητικά νεφελώματα]. Εξέλιξη αστέρων μεγάλης μάζας. Εκρήξεις υπερκαινοφανών.

Ύλη - Κεφ. 7, 8 και 9: "Εισαγωγή στη Σύγχρονη Αστροφυσική" - Carroll & Ostlie

 

12η και 13η βδομάδα

Λευκοί Νάνοι. Αστέρες Νετρονίων. Πάλσαρς. Μελανές Οπές

Ύλη - Κεφ. 11 και 12: "Εισαγωγή στη Σύγχρονη Αστροφυσική" - Carroll & Ostlie

 

Ημερολόγιο

Προθεσμία
Γεγονός μαθήματος
Γεγονός συστήματος
Προσωπικό γεγονός

Ανακοινώσεις

Όλες...