Uusi opinto-opas (sisältäen myös opetusohjelmat) lukuvuodelle 2018-2019 sijaitsee osoitteessa https://opas.peppi.utu.fi . Tältä sivustolta löytyvät enää vanhat opinto-oppaat ja opetusohjelmat.

The new study guide (incl. teaching schedules) for academic year 2018-2019 can be found at https://studyguide.utu.fi. This site contains only previous years' guides.

x !
Arkistoitu opetusohjelma 2017–2018
Selaat vanhentunutta opetusohjelmaa. Voimassa olevan opetusohjelman löydät täältä.
TÄHT6009 Theoretical Astrophysics 8 ECTS
Periods
Period I Period II Period II Period IV
Language of instruction
English
Type or level of studies
Intermediate studies
Course unit descriptions in the curriculum
Tähtitiede
Department of Physics and Astronomy

Learning outcomes

Kurssin suoritettuaan opiskelija tuntee säteilyn perusmääritelmät. Hän osaa kirjoittaa säteilynkuljetusyhtälön ja ratkaista sen eri approksimaatiomenetelmien avulla. Hän osaa laskea kaasun ionisaatiotilan. Hän tuntee atmosfäärimallien laskemiseen tarvittavat perusmetodit. Opiskelija osaa laskea kontinuumiemissio- ja absorptiokertoimet ja käyttää niitä säteilynkuljetusyhtälössä. Hän pystyy selittämään mikä on Rosselandin keskimääräinen absorptiokerroin ja miksi sen tunteminen on tärkeää. Hän osaa selittää mitä ovat Einsteinin todennäköisyyskertoimet ja miten niiden avulla voidaan ymmärtää laser ja maser ilmiöt. Opiskelija tuntee spektriviivan levenemiseen vaikuttavat mekanismit. Hän osaa käyttää kasvukäyrää alkuaineiden runsauksien määritykseen. Hän pystyy selittämään peruserot degeneroituneen ja ideaalikaasun välillä. Opiskelija osaa kirjoittaa perusyhtälöt joilla kuvataan tähtien rakennetta ja hän tuntee tähtien kannalta tärkeät ydinreaktiot.

After the course the student knows basic radiation terms. Student can write the radiative transfer equation and solve it using different approximations. Students can compute the ionization state of matter. Student knows basic methods to compute stellar atmospheres, can compute emission and absorption coefficients and use them in the radiative transfer equation. Student is able to explain what is the Rosseland mean opacity and why it is important. Student is able to explain the meaning of Einstein coefficients and how using them to explain the existence of lasers and masers. Student is aware of the basic mechanisms that widen spectral lines, knows how
to use the curve of growth to compute the abundance of elements. Student is able to explain the difference between degenerate and ideal gas. Student is capable of writing the main equation describing stellar structure and knows the main nuclear reactions.

General description

Description of radiation. Black body radiation. Emission and absorption of radiation, source function. Radiative transfer equation and its methods of solution, Eddington approximation,  Schuster-Schwarzschild method, Chandrasekhar method. Eddington-Barbier relation. Physics of gases in stellar atmospheres, ideal gas. Boltzmann law, Maxwell velocity distribution, Saha equation. Thermodynamic equilibrium. Computation of structure of the stellar atmosphere.  Grey atmosphere. Extinction processes in astrophysical sources.
Classical dipole absorption, scattering by a classical oscillator. Continuum absorption, H- ion.
Rosseland mean opacity. Einstein probabilities. Lasers and masers. Spectral line profiles, equivalent width. Stellar structure. Equation of state of plasma, degenerate electron gas. Nuclear reactions.
 

Teachers responsible

Pavel Abolmasov
pavabo[ät]utu.fi
Juri Poutanen
juri.poutanen[ät]gmail.com

Teaching

8-Jan-2018 – 26-Apr-2018
Lectures 40 h
Mon 8-Jan-2018 - 23-Apr-2018 weekly at 12.00-14.00, XVI, Quantum
Exceptions:
26-Feb-2018 , ei luentoa
Wed 10-Jan-2018 - 25-Apr-2018 weekly at 12.00-14.00, XVI, Quantum
Exceptions:
28-Feb-2018 , ei luentoa
Thu 8-Mar-2018 at 12-14, 314
Thu 22-Mar-2018 at 12-14, 314
Exercises 16 h
Thu 18-Jan-2018 - 22-Feb-2018 weekly at 12.00-14.00, Qh314

Study materials

Study materials
Lecture notes.
1. Liljeström, T.: Teoreettisen astrofysiikan peruskurssi, lecture note in Finnish.
2. Nilsson, K.: Stellar structure and evolution I (chapters 2-7), lecture notes.
3. Böhm-Vitense, E.: Introduction to Stellar Astrophysics, Vol. 2. Stellar Atmospheres, Cambridge Univ. Press 1989
4. Padmanabhan, T.: Theoretical astrophysics I, Cambridge Univ. Press 2000