Astrofizyka wysokich energii 0800-ASWEN
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.
Całkowity nakład pracy studenta
Efekty uczenia się - wiedza
Efekty uczenia się - umiejętności
Efekty uczenia się - kompetencje społeczne
Metody dydaktyczne podające
Wymagania wstępne
Koordynatorzy przedmiotu
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 %)
------------------------------------
Ćwiczenia prowadzone w formie zdalnej będą zaliczane na podstawie zadań, które studenci będą musieli rozwiązać samodzielnie, wykorzystując wiedzę zdobytą w trakcie wykładu oraz informacje i wskazówki uzyskane w trakcie ćwiczeń. Każde zadanie zostanie omówione niezależnie, podane zostaną niezbędne wskazówki i podpowiedzi jak rozwiązać dany problem. Dodatkowo studenci będą mogli konsultować problemy, jakie napotkają w trakcie rozwiązywania zadań, z prowadzącym w trakcie zdalnych ćwiczeń. Ocena końcowa będzie zależała od liczby poprawnie rozwiązanych zadań, gdzie na zaliczenie przedmiotu wymagane będzie co najmniej 50% dobrze zrobionych zadań.
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 %)
--------------------------------------
Wykład prowadzony zdalnie zaliczany będzie na podstawie pisemnych opracowań wybranych zagadnień omówionych w trakcie wykładu. Lista obowiązujących zagadnień podana została we wstępie do wykładu. Każdy z uczestników kursu otrzyma 4 zagadnienia do opracowania, gdzie na zaliczenie wymagane będzie wyczerpujące omówienie co najmniej dwóch tematów.
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.
Więcej informacji
Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb: