Astrophysics - Interactive curriculae of TU Ilmenau
The interactive curriculae provide information on the degree programmes offered by the TU Ilmenau.
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You can find all details on planned lectures and classes in the course catalogue.
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| module properties module number 201307 - common information | |
|---|---|
| module number | 201307 |
| department | Department of Mathematics and Natural Sciences |
| ID of group | 2423 (Technical Physics II / Polymer Physics) |
| module leader | Prof. Dr. Siegfried Stapf |
| language | Deutsch |
| term | Wintersemester |
| previous knowledge and experience | Experimentalphysik 1 und 2, Physik 1 und 2 |
| learning outcome | Die Studierenden sind fähig fachkompetent über astrophysikalische Themen zu diskutieren. Sie kennen die Grundlagen und Einsatzgebiete der verschiedenen astronomischen Beobachtungstechniken. Sie erkennen, wie allgemeine physikalische Prinzipien (Koordinatensysteme, das Newtonsche bzw. Einsteinsche Gravitationsgesetz, der Virialsatz, das hydrostatische Gleichgewicht, die thermodynamischen Hauptsätze und die statistische Physik nebst Wärmeleitung, die Strahlungsgesetze, und die Gesetze der Kernfusion) das astrophysikalische Geschehen bestimmen, und welche wesentlichen Näherungen hierbei eingehen. Sie kennen die spezifischen astrophysikalischen Begriffe (z.B. Deklination, Rektazension, Opazität, etc.) die in diesen Zusammenhängen wichtig sind. Sie kennen die Terminologie für astronomische Objekte und die Kriterien zu ihrer Klassifikation sowie Orts- und Bahnbestimmung. Sie sind vertraut mit den Methoden der statistischen Erfassung von Himmelsobjekten bzw. -erschein-ungen (z.B. Meteore, Kometen, Asteroiden, etc.) Sie können ferner Sterne und ihre Entwicklungsstadien anhand des Hertzsprung-Russel-Diagramms klassifizieren und Ihre weitere Entwicklung bis zu den diversen Endstadien (Weißer Zwerg, Neutronen-stern, schwarzes Loch) abschätzen. Die Implikationen der Allgemeinen Relativitätstheorie, der Dunklen Materie und der Dunklen Energie auf die Entwicklung des Universums sind ihnen bekannt. |
| content | Teil 1: Astronomische Messmethoden und -geräte (Dr. Kroll) Optische Teleskope - Erdatmosphäre - Fernrohrtypen, optische Abbildung - Beugung, Abbildungsfehler - modernes Teleskopdesign, spezielle Typen - Montierungen - Aktive Optik - Adaptive Optik - Speckle-Interferometrie - Interferometrie Radioteleskope - Empfänger und Antennen - Radio-Interferometrie, VLBI-Technik Teleskope und Empfänger in anderen Wellenlängenbereichen - Teleskope für IR - Röntgen- und Gamma-Teleskope - Tscherenkow-Teleskope Aufnahmetechniken - Direktaufnahmen - Koronograph - Spektralapparate, Prismen, Gitter, Echelle- Spektrograph - Polarimetrie Empfänger - menschliches Auge - Fotoplatte - Photomultiplier, Bildverstärker - Halbleiterdetektoren - Neutrino-Detektoren - Gravitationswellendetektoren Weltraum-Observatorien - Radio, IR, optisch, UV, X, Gamma - verschiedene Missionen, u.a. HST und JWST Teil 2: Physik des Sonnensystems (Prof. Stapf) Skalen im Universum, Messmethoden für Entfernungen und physikalische Größen Newtonsche Mechanik Vielkörperproblem Bahnstörungen Entstehung des Sonnensystems Planeten, Monde, Planetoiden: Phänomene, Erkundung Bahnbeeinflussung Kometen, Meteoroide und Staub; Nicht-gravitative Effekte Asteroidenabwehr Meteore und Meteorite: Beobachtung Statistik Chemische Zusammensetzung Extrasolare Planeten Entdeckung Grundlagen Eigenschaften Teil 3: Physik der Sterne (Dr. Beenken) Sternaufbau Hertzsprung-Russel-Diagramm (Farbe-Leuchtkraft-Beziehung) Hydrostatisches Gleichgewicht Energiebilanz: pp- und CNO-Prozesse Theoretisches Modell für Hauptreihensterne Gelbe Zwerge - Aufbau der Sonne Sonnenmagnetfeld - Heliosphäre Sternentstehung Interstellare Gas- und Staubwolken Hayashi-Grenze Akkretionsscheiben, HH-Objekte, T Tauri Sterne Sternentwicklung Rote und Braune Zwerge Rote Riesen - Schalenbrennen, Helium Flash Planetare Nebel - Weiße Zwerge Blaue Zwerge - Kohlenstoff Flash Veränderliche: Cepheiden, RR-Lyrae, ZZ-Ceti Überriesen - Mehrfach-Schalenbrenne Hyperriesen - Wolf-Rayet-Sterne Supernovae - Nukleosynthese Sternendstadien Neutronensterne - Pulsare Teil 4: Kosmologie (Dr. Beenken) Kosmologische Grundlagen Kosmische Rotverschiebung Einführung in die ART Schwarze Löcher - Aktive Galaxienkerne Friedmann-Lemaitre Modell Dunkle Materie und Dunkle Energie Kosmogenese - Urknall - Inflation Primordiale Nukleosynthese Kosmische Hintergrundstrahlung - Dark Ages Population III Sterne Galaxien Struktur des Universums Die Lehrveranstaltung beinhaltet eine Exkursion zur Sternwarte Sonneberg mit Dr. Kroll. |
| media of instruction and technical requirements for education and examination in case of online participation | Beamer, Tafel, Webex, Exkursion |
| literature / references | B. W. Caroll, D. A. Ostlie: An Introduction to Modern Astrophysics (2nd Ed.), Cambridge University Press, 2017 R. J. Tayler: Sterne - Aufbau und Entwicklung, Springer Vieweg, 1985 R. Kippenhahn, A. Weigert, A. Weiss: Stellar Structure and Evolution (2nd Ed.), Springer, 2012 |
| evaluation of teaching | |
| Details reference subject | |
|---|---|
| module name | Astrophysics |
| examination number | 2400919 |
| credit points | 5 |
| SWS | 3 (3 V, 0 Ü, 0 P) |
| on-campus program (h) | 33.75 |
| self-study (h) | 116.25 |
| obligation | obligatory module |
| exam | oral examination performance, 60 minutes |
| details of the certificate | |
| link to Moodle course | |
| teacher | Prof. Dr. Siegfried Stapf, PD Dr. Wichard J.D. Beenken, Dr. Peter Kroll |
| signup details for alternative examinations | |
| maximum number of participants | |
| Details in degree program Bachelor Technische Physik 2023 | |
|---|---|
| module name | Astrophysics |
| examination number | 2400919 |
| credit points | 5 |
| on-campus program (h) | 45 |
| self-study (h) | 105 |
| obligation | elective module |
| exam | oral examination performance, 60 minutes |
| details of the certificate | |
| link to Moodle course | |
| signup details for alternative examinations | |
| maximum number of participants | |
| Details in degree program Master Technische Physik 2023 | |
|---|---|
| module name | Astrophysics |
| examination number | 2400919 |
| credit points | 5 |
| on-campus program (h) | 34 |
| self-study (h) | 116 |
| obligation | elective module |
| exam | oral examination performance, 60 minutes |
| details of the certificate | |
| link to Moodle course | |
| signup details for alternative examinations | |
| maximum number of participants | |