Předmět Základy astronomie a astrofyziky (NAST035)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu NAST035 - Základy astronomie a astrofyziky, Matematicko-fyzikální fakulta, Univerzita Karlova v Praze (UK).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Cíl

Tato obsáhlá přednáška s cvičením poskytuje úvod k základním partiím astronomie a astrofyziky, a to na úrovni praktických informací, zatímco teoretická studia jsou přenechána pokročilejším přednáškám, jako jsou např. Nebeská mechanika, Kosmická elektrodynamika, Relativistická fyzika atd.

Sylabus

Astronomické souřadnicové soustavy na sféře a maticový formalismus jejich transformací. Efemeridová astronomie. Řešení nerušeného pohybu dvou těles (dráhy tvaru kuželoseček, Keplerovy zákony). Popis poruch a omezeného problému tří těles. Astrometrie. Jevy ovlivňující souřadnice - refrakce, paralaxa, aberace, vlastní pohyb, precese, nutace. Přístroje pro pozemskou astrometrii, interferometry, astrometrické družice. Dopplerův jev.Přesný čas. Hvězdný čas, rovnice ekvinokcií. Pravý a střední sluneční čas, časová rovnice. Atomový čas, časy UT1, UTC, pohyb pólu; časy TDT/TT, TDB, čas GPS. Juliánské datum a jeho modifikace.Pohyby těles sluneční soustavy. Popis pohybu planet, pohyby Měsíce. Nástin výpočtů zatmění Slunce a Měsíce. Zákryty hvězd tělesy sluneční soustavy.Výpočet elementů dráhy z pozorovaných poloh: Laplaceova metoda (z počátečních podmínek polohy a rychlosti v kartézských souřadnicích), Gaussova metoda (ze tří pozorování planetky na obloze, z více pozorování), Olbersova metoda (ze tří pozorování komety na parabolické dráze).Jednotky a veličiny v astronomii a astrofyzice. Elektromagnetické záření, zákony vyzařování absolutně černého tělesa.Klasické metody pozorování hvězd. Spektrální klasifikace, třídy svítivosti, vícerozměrná klasifikace, Hertzsprungův-Russellův diagram (HRD), barevný diagram pro kulové a otevřené hvězdokupy.Vývoj hvězd v HRD. Klasifikace proměnných hvězd a jejich místa v HRD. Pulsující proměnné hvězdy: Cefeidy, RR Lyrae, miridy a nepravidelné proměnné. Vztah perioda-svítivost, určování vzdálenosti pomocí cefeid. Baadeova-Wesselinkova metoda. Eruptivní proměnné: Novy a supernovy, světelné křivky a spektra supernov, radiální rychlosti, světelné echo. Zákrytové, spektroskopické a vizuální dvojhvězdy. Exoplanety.Naše Galaxie. Stavba, kinematika a dynamika, rotace. Oortovy konstanty. Galaktické jádro.Galaxie a kvazary. Hubblova klasifikace galaxií. Aktivní galaxie a kvasary. Objekty typu BL Lac. Rádiové galaxie, výtrysky.Optické systémy teleskopů: Newton, Cassegrain,Gregory, Schmidt, Maksutov. Principy mechanické konstrukce a řízení teleskopů. Aktivní a adaptivní optické systémy. Teleskopy na družicích - příklady IUE, IRAS, HST, Hipparcos, Kepler...Fotometrie. Detektory záření - lidské oko, fotografická emulze, fotonásobič. Fotoelektrické fotometry. Princip CCD detektoru. Fotometrické systémy a jejich aplikace. Ultrafialová a infračervená fotometrie. Fotometrické filtry, barevný systém UBVRI. Diferenciální a absolutní fotometrie. Exktince. Kalibrace. Zpracování fotometrických měření.Spektroskopie. Principy spektroskopie. Optický hranol a difrakční mřížka. Disperzní křivka. Spektrograf. Mikrofotometr. Srovnávací spektrum. Nekonvenční spektroskopie. Atlasy spekter, tabulky spektrálních čar. Zpracování spekter - radilání rychlosti.Radioastronomie. Antény. Přijímače. Bodové a plošné objekty, spojité a čarové záření. Interferometrie, aperturní syntéza, VLBI. Radarová rovniceUltrafialová, rentgenová a gama astronomie.Přístroje sluneční fyziky. Helioskopický okulár, celostat, sluneční spektrograf, koronografVlastnosti a detekce polarizovaného světla. Stokesovy parametry. Polarimetr, Wollastonův polarizátorDetekce kosmického záření, neutrin a gravitačních vln. Projekt LIGO.Praktikum (0/2) obsahuje zpracování úloh např. z fotometrie a spektroskopie v počítačové laboratoři řešení příkladů k přednášce seznámení s přístroji a organizací výzkumu vybraných hvězdáren a mezinárodních vědeckých organizací práci s atlasy, katalogy, ročenkami, cirkuláři, časopisy, literaturou a archivy pozorování a dat, a to v papírové a elektronické podobě (CDS Strassbourg, ADS/NASA)

Literatura

Astronomická příručka, Academia Praha 1992 Meeus J.: Astronomische Algorithmen, J.A.Barth Leipzig 1992 (2. vydání) (upravený překlad podle 1. vydání - Pokorný Z.: Astronomické algoritmy pro kalkulátory, Hvězdárna a planetárium hl.m. Prahy, 1988, skriptum) Andrle P.: Základy nebeské mechaniky, Academia Praha 1971 Green R.M.: Spherical astronomy, Cambridge Univ. Press, 1985 Bradt H.: Astronomy Methods, Cambridge University Press, 2004Howell S.B.: Handbok of CCD Astronomy, Cambridge Observing Handbooks, 2000Scott Birney D., Gonzales G., Oesper D.: Observational Astronomy, Cambridge, 2006Starck, Murtagh: Astronomical Image and Data Analysis, Springer 2002Sterken, Manfroid: Astronomical Photometry, ASSL 175, Kluwer, Dordrecht 1992 Walker, G.: Astronomical Observations - An Optical Perspective, CUP 1987Wilson, R.N.: Reflecting Telescope Optics I, II, A&A Library, Springer 1996Bohm-Vitense E.: Stellar Astrophysics, Vol. 1, Basic Stellar Observations and Data, Vol. 3, Stellar Structure and Evolution, Cambridge 1989 Carroll B.W., Ostlie D.A.: Modern Astrophysics, Addison-Wesley, 196Karttunen H. et al.: Fundamental Astronomy, Springer 2003

Garant

doc. RNDr. Martin Šolc, CSc.Mgr. Josef Ďurech, Ph.D.doc. RNDr. Marek Wolf, CSc.