Vorlesung
Grundlagen der Astronomie und Astrophysik I - WS 2009/10
(Wahlpflichtfach)
 
 

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Prüfung zur Vorlesung

• Modulabschluss ist eine mündliche Einzelprüfung (ca. 30 Min.).

• Es kann entweder eine Prüfung über 1 Semester (9+3=12 ECTS Punkte) oder 2 Semester (2 x 12 = 24 ECTS Punkte) abgelegt werden. Erfolgt die Prüfung nach dem 1. Semester, so kann keine erneute Prüfung über 2 Semester durchgeführt werden. 

• Prüfungsstoff ist die gesamte Vorlesung (entweder 1 bzw. 2 Semester).

• Es werden Verständnisfragen geprüft, sowie kleinere Rechnungen und Abschätzungen von Größenordnungen.
  

• Bei Prüfungsbeginn ist der Studentenausweis vorzulegen. 

Prüfungstermine:

Termine zur mündlichen Prüfung sind im Sekretariat EW 8-1 (bei Frau Kieschke, Tel. 314 - 23734) zu erfragen und dort zu vereinbaren. 

Kontakt

Professor Dr. Dieter Breitschwerdt
Direktor
Zentrum für Astronomie und Astrophysik, Zi 820/821
Tel: +49-30-314-25462; email: breitschwerdt AT astro.physik.tu-berlin.de
Sprechstunde: nach Vereinbarung
Sekretariat EW 8-1

Inhalt

Die Vorlesung richtet sich an Studierende der Fachrichtung Physik bzw. Ingenieurwissenschaften mit Wahlplfichtfach Astrophysik. Voraussetzung für das Modul sind Grundkenntnisse in Physik und Mathematik. 

Klassische Astronomie

• Archäo-Astronomie: Historischer Überblick, Astronomie der Ägypter, Babylonier, Kelten, Maya, Inder, Chinesen, Griechen, Kalender, Sonnen-, Mondfinsternisse, Jahreszeiten
  

• Geozentrisches und Heliozentrisches Weltbild: System des Ptolemäus, Kopernikus, sphärische Trigonometrie

• Himmelsmechanik: Planetenbewegung, Kepler-Gesetze, Anwendung der Newton'schen Gesetze, Virialtheorem

• Extrasolare Planeten: Beobachtungen und Methoden
  

Grundlagen der astronomischen Beobachtungen

• Parallaxen, spezifische Intensität, Strahlungsfluss, Leuchtkraft, Photometrie (UBV, Stroemgren), Farbindex, Farbexzess, Extinktion
  

• Elektromagnetische Wellen, Quantentheorie, Planck'sches Strahlungsgesetz, Linienprofile (Gauß, Lorentz, Voigt)
  

• Teleskope, Satelliten und Detektoren (optische, Infrarot-, Radio-, Röntgen- und Gamma-Astronomie)
  

• Hertzsprung-Russell-Diagramm

• Sternaufbau und Sternentwicklung

• Die Sonne

• Endstadien der Sternentwicklung

• Weiße Zwerge, Neutronensterne, Schwarze Löcher
  

Literatur:

A. Unsöld, B. Baschek: Der neue Kosmos, Springer, Berlin
H. Karttunen et al.: Fundamentals of Astronomy, Springer
D. Breitschwerdt (PPT-Folien - werden derzeit verbessert und erweitert)

Die Folien der Vorlesung können als password-geschützte PDF-Datei herunterladen werden (UPDATE: 10.2.10):

Kapitel 0: Einleitung (1.8 MB)
Kapitel 1: Historischer Überblick  (2.1 MB)
Kapitel 2: Himmelsmechanik (1.2 MB)
Kapitel 3: Licht (Astronomische Größen und Messungen, Quantentheorie) (5.0 MB)
Kapitel 4: Atomphysik: Spektren und Aufbau der Materie, Linienübergänge und Linienprofile (5.1 MB)
Kapitel 5: Beobachtungen I (optische Teleskope, Radioastronomie) (13 MB)
Kapitel 6: Beobachtungen II (Satellitenastronomie: Infrarot, UV, Röntgen, Gamma) (15.6 MB)
Kapitel 7: Sterne I (Doppelsternsysteme, Extrasolare Planeten) (6.0 MB)
Kapitel 8: Sterne II (Sternentwicklung, Hertzsprung-Russell-Diagramm, Sternatmosphären) (6.0 MB)
Kapitel 9: Sterne III (Sternaufbau, Spätstadien der Sternentwicklung: Rote Riesen, Weiße Zwerge) (12.3 MB)

Hier gibt es für Lehrzwecke einige Movies zum Herunterladen (Copyrights beachten)!
Die Formate sind unterschiedlich (für manche ist ein Flash Video Player erforderlich).

Doppelspaltversuch für Elektronen:  flv: 0.5 MB; wmv: 18.2 MB
Bizarre Quantenwelt (Comic): wmv: 23.5 MB
ALMA-Projekt: mov: 60 MB (Credit: ESO)
Cassiopeia A (Zeitentwicklung): mov: 3 MB (Credit: NASA/CXC/SAO)
Chandra (Hot Universe): mov: 23.2 MB (Credit: NASA/CXC)
Spezielle Relativitätstheorie: mov: 7.3 MB (Credit: Ute Kraus, Universität Tübingen)

Auf vielfachen Wunsch werden einzelne Vorlesungsdateien aus der E-Kreide-Aufzeichnung zur Verfügung gestellt.
Beachten Sie, dass für die Richtigkeit der Aufzeichnung KEINE HAFTUNG (z.B. bei Prüfungen) übernommen wird.
Die Benutzung geschieht daher auf eigene Gefahr!

Vorlesung vom 21.10.09: Himmelsmechanik I (0.1 MB)
Vorlesung vom 28.10.09: Himmelsmechanik II (0.1 MB)
Vorlesung vom 4.11.09: Himmelsmechanik III (0.1 MB)
Vorlesung vom 16.11.09: Planck'sches Strahlungsgesetz (Herleitung) (0.1 MB)
Vorlesung vom 18.11.09: Bohr'sches Atommodel, Doppler-Effekt (0.1 MB)

Begleitend zur Vorlesung gibt es einen mathematisch-physikalischen Teil, der wichtige Grundbegriffe zum Vorlesungsstoff rekapituliert. Dies ersetzt aber weder den Besuch der Vorlesung noch den Blick in ein Lehrbuch! 

Mathematisch-Physikalische Grundlagen zur Vorlesung I: Einleitung (1 MB)
Mathematisch-Physikalische Grundlagen zur Vorlesung II: Schwingungen, Effekte in der Speziellen Relativitätstheorie (2 MB)

Es ist davon auszugehen, dass die Folien noch zahlreiche Fehler enthalten. Sie können zur Verbesserung  beitragen,  indem Sie mir diese mitteilen.

Übungen/Aufgaben

Übungsbetrieb:
Zur Vorlesung finden einmal wöchentlich Übungen statt. Es müssen Aufgaben zur Vertiefung des Vorlesungsstoffes gerechnet werden, im Wechsel mit praktischen Übungen.
Beginn der Übungen ist in der zweiten Vorlesungswoche. Anmeldung unter uebung-tu@astro.physik.tu- berlin.de

Die Ausgabe der Übungsaufgaben erfolgt spätestens eine Woche vor der Übung. Die Aufgaben werden in der darauffolgenden Woche besprochen.

Es sind mindestens 50% der Übungsaufgaben richtig zu lösen.

Tutor:

Alle organisatorischen Fragen zu Übung und Vorlesung beantworten die Tutoren. Mitverantwortlich für die Übungen ist Frau Dr. Beate Patzer.