Astrophysik - Interaktive Studienpläne der TU Ilmenau
Die Interaktiven Studienpläne sind ein Informationsangebot zu den Studiengängen der TU Ilmenau.
Die rechtsverbindlichen Studienpläne entnehmen Sie bitte den jeweiligen Studien- und Prüfungsordnungen (Anlage Studienplan).
Alle Angaben zu geplanten Lehrveranstaltungen finden Sie im elektronischen Vorlesungsverzeichnis.
Bitte beachten Sie, dass auf dieser Seite keine Aktualisierungen mehr vorgenommen werden. Alle Module und Studienpläne ab der PO-Version 2021 (Bachelor- und Master-Studiengänge) sind ab sofort im Campus-Portal erreichbar.
| Modulinformationen zu Astrophysik im Studiengang Master Technische Physik 2023 | |
|---|---|
| Modulnummer | 201307 |
| Prüfungsnummer | 2400919 |
| Fakultät | Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften |
| Fachgebietsnummer | 2423 (Technische Physik II/ Polymerphysik) |
| Modulverantwortliche(r) | Prof. Dr. Siegfried Stapf |
| Turnus | Wintersemester |
| Sprache | Deutsch |
| Leistungspunkte | 5 |
| Präsenzstudium (h) | 34 |
| Selbststudium (h) | 116 |
| Verpflichtung | Wahlmodul |
| Abschluss | mündliche Prüfungsleistung, 60 Minuten |
| Details zum Abschluss | |
| Link zum Moodle-Kurs | |
| Lehrende | Prof. Dr. Siegfried Stapf, PD Dr. Wichard J.D. Beenken, Dr. Peter Kroll |
| Anmeldemodalitäten für alternative PL oder SL | |
| max. Teilnehmerzahl | |
| Vorkenntnisse | Experimentalphysik 1 und 2, Physik 1 und 2 |
| Lernergebnisse und erworbene Kompetenzen | 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. |
| Inhalt | 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. |
| Medienformen und technische Anforderungen bei Lehr- und Abschlussleistungen in elektronischer Form | Beamer, Tafel, Webex, Exkursion |
| Literatur | 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 |
| Lehrevaluation | |