Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu - Centralny punkt logowaniaNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Astrofizyka wysokich energii

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 0800-ASWEN Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (0530) Nauki fizyczne nieokreślone dalej
Nazwa przedmiotu: Astrofizyka wysokich energii
Jednostka: Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej
Grupy:
Strona przedmiotu: http://galaxy.astro.uni.torun.pl/~kat/
Punkty ECTS i inne: 5.00
Język prowadzenia: polski
Wymagania wstępne:

Wymaga się: znajomości podstaw języka angielskiego, ogólnej wiedzy astronomicznej czyli znajomości podstawowych praw (np. prawo Hubble'a ), znajomości podstawowych praw fizyki z zakresu elektromagnetyzmu (prawa Maxwella itd.), szczególnej teorii względności oraz podstawowej wiedzy o typach i własnościach cząstek elementarnych.


Całkowity nakład pracy studenta:

Godziny realizowane z udziałem nauczycieli ( 65 godz.):

- udział w wykładach – 30

- udział w ćwiczeniach – 30

- konsultacje z nauczycielem akademickim – 5


Czas poświęcony na pracę indywidualną studenta ( 85 godz.):

- przygotowanie do wykładu – 10

- przygotowanie do ćwiczeń – 10

- czytanie literatury – 10

- przygotowanie do egzaminu – 30

- przygotowanie do kolokwium – 25


Łącznie: 150 godz. (5 ECTS)

Efekty uczenia się - wiedza:

W1 - posiada wiedzę na temat wszystkich ważniejszych badań i odkryć, które doprowadziły do zapoczątkowania obserwacji astronomicznych w zakresie promieniowania X i gamma (K_W04, K_W05)

W2 - potrafi wymienić instrumenty, które prowadziły lub nadal prowadzą badania w zakresie promieniowania rentgenowskiego oraz podać najważniejsze okrycia jakich dokonano przy ich pomocy (K_W04, K_W05),

W3 - zna wszystkie ważniejsze satelitarne o naziemne obserwatoria promieniowania gamma, potrafi opisać odkrycia dokonane za ich pomocą (K_W04, K_W05),

W4 - potrafi opisać techniki detekcji promieniowania jakie są stosowane w pomiarach emisji X i gamma (K_W04, K_W05),

W1 - posiada wiedzę na temat wszystkich ważniejszych badań i odkryć, które doprowadziły do zapoczątkowania obserwacji astronomicznych w zakresie promieniowania X i gamma (K_W04, K_W05)

W2 - potrafi wymienić instrumenty, które prowadziły lub nadal prowadzą badania w zakresie promieniowania rentgenowskiego oraz podać najważniejsze okrycia jakich dokonano przy ich pomocy (K_W04, K_W05),

W3 - zna wszystkie ważniejsze satelitarne o naziemne obserwatoria promieniowania gamma, potrafi opisać odkrycia dokonane za ich pomocą (K_W04, K_W05),

W4 - potrafi opisać techniki detekcji promieniowania jakie są stosowane w pomiarach emisji X i gamma (K_W04, K_W05),

W5 - posiada szczegółową wiedze o procesach fizycznych, które prowadzą do emisji X i gamma w źródłach astronomicznych (K_W03),

W6 - umie opisać podstawowe procesy przyspieszania cząstek w źródłach astronomicznych (K_W03).

Efekty uczenia się - umiejętności:

U1 - potrafi opisać matematycznie wszystkie ważniejsze procesy fizyczne, które są obserwowane w źródłach promieniowania X i gamma (K_U03, K_U04),

U2 - zdolny jest przygotować i przedstawić referat popularnonaukowy na temat wybranego zagadnienia z astrofizyki wysokich energii (K_U06)

U3 - potrafi podjąć dalsze zgłębianie wiedzy w zakresie astrofizyki wysokich energii na podstawie profesjonalnych prac naukowych (K_U08).

Efekty uczenia się - kompetencje społeczne:

K1 - zna ograniczenia własnej wiedzy, ale wie gdzie może uzyskać więcej informacji z zakresu AWE (K_K01),

K2 - potrafi formułować własne opinie na temat wyników aktualnych oraz przeszłych badań naukowych i potrafi te opinie odpowiednio uzasadnić (K_K04, K_K05),

K3 - posiada umiejętność wytłumaczenia zjawisk omawianych w trakcie wykładu osobie, która posiada jedynie podstawową wiedzę z zakresu matematyki, fizyki i astronomii (K_K05, K_K06).

Metody dydaktyczne podające:

- wykład informacyjny (konwencjonalny)

Skrócony opis:

W trakcie kursu omawiane są zaganiania związane z emisją źródeł astronomicznych w zakresie wysokich energii. Omawiane są instrumenty i metody pomiarowe oraz procesy fizyczne prowadzące do emisji X i gamma.

Pełny opis:

Zakres tematów:

Wstęp historyczny - omówienie najważniejszych odkryć związanych z badaniami astrofizycznymi w wysokich energiach.

Badania promieniowania X - charakterystyka satelitów rentgenowskich oraz odkryć, które przy ich pomocy zostały dokonane.

Obserwacje gamma - instrumenty i odkrycia, w tym naziemne obserwatoria promieniowania Czerenkowa.

Podstawy opisu procesów promieniowania - podstawowe definicje, równanie transferu promieniowania.

Emisja przyspieszanej naładowanej cząstki w ujęciu ogólnym.

Bremsstrahlung - przypadek nierelatywistyczny oraz relatywistyczny, emisja elektronów o termicznym rozkładzie energii.

Promieniowanie synchrotronowe - od emisji cyklotronowej do synchrotronowej, emisja pojedynczej cząstki oraz cząstek o potęgowym rozkładzie energii. Prosty model źródła emisji synchrotronowej.

Odwrotne rozpraszanie comptonowskie - opis matematyczny tego zjawiska oraz różnych rodzajów rozpraszania jakie występują w źródłach astrofizycznych.

Ewolucja rozkładu energii cząstek - opis zmian w widmie energii cząstek przy pomocy tzw. równania kinetycznego.

Przyspieszanie cząstek - procesy Fermiego pierwszego i drugiego typu, przyspieszanie cyklotronowe oraz rekoneksja magnetyczna.

Literatura:

High energy astrophysics – Malcolm S. Longair

Tom 1 – Particles, photons and their detection, Tom 2 – Stars, the Galaxy and the interstellar medium, Cambridge University Press, 1997, wydanie drugie poprawione oraz wydania nowsze.

Radiative processes in astrophysic – George B. Rybicki i Alan P. Lightman z Harvard–Smithsonian Center for Astrophysics, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co KGaH, 1979, oraz nowsze, poprawione wydania.

Gwiazdy i materia międzygwiazdowa – Marcin Kubiak, Wydawnictwo Naukowe PWN, 1994

Galaktyki i budowa Wszechświata – Michał Jaroszyński, Wydawnictwo Naukowe PWN, 1993

Prezentacje wykorzystane w trakcie wykładu, dostępne na stronie autora http://galaxy.astro.uni.torun.pl/~kat/ po zakończeniu wykładu.

Metody i kryteria oceniania:

Ćwiczenia do wykładu zaliczane są na podstawie jednego, końcowego kolokwium, w trakcie którego należy rozwiązać kilka zadań podobnych do tych, które są liczone w trakcie ćwiczeń (W5, W6). Kolokwium odbywa się zwykle na ostatnich ćwiczeniach, liczba zadań nie powinna przekraczać sześciu, czas na ich rozwiązanie to dwie godziny lekcyjne, razem półtorej godziny. Zadania punktowane są na podstawie ich trudności. W celu uzyskania zaliczenia należy uzyskać co najmniej 50% całkowitej liczby punktów. Przewiduje się możliwość jednorazowego poprawiania kolokwium. Nieusprawiedliwiona nieobecność na kolokwium równoważna jest ocenie niedostatecznej. Skala ocen:

ndst - <5 pkt. (<50 %)

dst - 5 pkt. (50 %)

dst plus - 6 pkt. (60 %)

db - 7 pkt. (70 %)

db plus - 8 pkt. (80 %)

bdb - 9 pkt. (90 %)

Wykład zaliczany jest na podstawie, jednego, końcowego egzaminu pisemnego. Warunkiem przystąpienia do egzaminu jest zaliczenie kolokwium końcowego z ćwiczeń. W trakcie egzaminu należy przedstawić kilka zagadnień omawianych w trakcie wykładu. Zagadnienia te mogą mieć charakter opisowy (np. technika obserwacji i odkrycia danego instrumentu, W1, W2, W3, W4, U2, U3, K1, K2, K3) oraz matematyczny, gdzie trzeba będzie przedstawić/wyprowadzić opis danego zjawiska fizycznego (W5, W6, U1). Zagadnienia punktowane są pod względem trudności, ocena pozytywna wymaga co najmniej 50% całkowitej liczby punktów. Czas egzaminu to dwie godziny lekcyjne. Skala ocen:

ndst - <6 pkt. (<50 %)

dst - 6 pkt. (50 %)

dst plus - 7 pkt. (58 %)

db - 8 pkt. (67 %)

db plus - 9 pkt. (75 %)

bdb - 10 pkt. (83 %)

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2017/18" (zakończony)

Okres: 2018-02-26 - 2018-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Krzysztof Katarzyński
Prowadzący grup: Krzysztof Katarzyński
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2018/19" (zakończony)

Okres: 2019-02-25 - 2019-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Krzysztof Katarzyński
Prowadzący grup: Krzysztof Katarzyński
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2019/20" (zakończony)

Okres: 2020-02-29 - 2020-09-20
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Krzysztof Katarzyński
Prowadzący grup: Krzysztof Katarzyński
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2020/21" (w trakcie)

Okres: 2021-02-22 - 2021-09-20

Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Krzysztof Katarzyński
Prowadzący grup: Krzysztof Katarzyński
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu.