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Universität zu Köln
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Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Fachgruppe Physik

I. Physikalisches Institut

Astrophysik 1

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Prof. Dr. Peter Schilke

Skripte und Übungen sind jetzt per Passwort gesichert. Das Passwort kann in der Vorlesung oder den Übungen erfragt werden.

Für die Übungen haben wir uns so geeinigt, dass die Übungsgruppen so weitergeführt werden wie bisher, wir aber alle Übungszettel korrigieren.

 

Informationen zur Klausur:

Es wird zwei Teile geben, "quickies", d.h. Fragen, die Sie entweder beantworten können oder nicht (Fakten oder grundlegende Formeln - wirklich nur die Basics). Dafür lohnt es sich sicherlich, die Folien noch mal durchzugehen.   Hier können auch Sachen aus den Vorlesungen kommen, zu denen es keine Übungen mehr gab.   Im zweiten Teil gibt es dann Aufgaben, die sich an die Übungen anlehnen, hier lohnt es sich also, sich die Übungen anzusehen, und in diesem Teil kommt nichts aus den letzten Vorlesungen.

 

Ergebnisse der Nachklausur.

Klausureinsicht ist am 26.04. 14:00 im Büro Schilke.


Scheine gibt es nicht, es können aber Bescheinigungen über das gesamte Bachelorstudium bei Frau Herrmann im Prüfungsamt angefordert werden, wenn sie gebraucht werden.


Allgemeine Informationen
Vorlesung

Übungsleitung

Prof. Dr. Peter Schilke (schilkei[at]ph1[dot]uni-koeln[dot]de), (470)-1935

Dr. Markus Röllig (roellig[at]ph1[dot]uni-koeln[dot]de), (470)-3547
Benjamin Hußmann/Andrea Stolte (hussmann/stolte[at]ph1[dot]uni-koeln[dot]de), (470)-7787

Zeitraum Die Veranstaltung findet jeweils Montag und Mittwoch statt. Beginn: 12.10.2009.
Vorlesungen Montag 10:00 - 10:45 und Mittwoch 10:00 - 11:30 im Hörsaal III
Übungen Montag 10:45 - 11:30 im Hörsaal III. Anmeldung in der Vorlesung. Erste Übung am 26.10.2009
Fragestunde Mittwochs 13-14 Uhr im Büro Schilke - falls der Platz reicht, erster Termin: 13.01.2009
Diskussion
Es ist ein moderiertes Webdiskussionsforum eingerichtet.
Klausur
23.02.2010 13.:00-16:00 Hs I
Nachklausur
15.04..2010 13:00-16:00 SR KP
Für Studierende der Bachelor-Studiengänge gilt: an der Nachklausur teilnehmen dürfen:
  • Alle, die die Klausur nicht bestanden haben. Die Nachklausur ist dann der zweite Prüfungsversuch.
  • Alle, die ein Attest für die erste Klausur vorgelegt haben. Die Nachklausur ist dann der erste Prüfungsversuch.
  • Alle Physik-Bachelor-Studenten, die die Klausurzulassung (ausreichend Übungspunkte) haben, sich aber nicht zur ersten Klausur angemeldet hatten. Die Nachklausur ist dann der erste Prüfungsversuch.

Eine wiederholte Teilnahme zur Notenverbesserung ist generell nicht möglich.

Für Studierende der Studiengänge Diplom und Lehramt gibt es keine Teilnahme-Einschränkungen, da die Klausuren keine Prüfungen sind, sondern zur Zulassung für die Vordiplom/Staatsexamensprüfung dienen.

 

Inhalt
Std. Thema Stichpunkte Datum
1. Übersicht Das heutige astrophysikalische Weltbild; Teleskope 11. Okt
2. Koordinatensysteme Koordinatensysteme 14. Okt.
3. Sternhimmel Koordinatensysteme/Sternhimmel 18. Okt.
4. Gravitation Kepler'sche Gesetze, Massenbestimmung, Virialsatz, Extrasolare Planeten 21. Okt.
5. Das Sonnensystem Innere Planeten: Erde und Mond, Merkur, Venus, Mars;
äußere Planeten: Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun, Pluto; Kometen etc.
26. Okt.
6. Licht und Materie Verteilungsfunktion, Ionisationsgleichgewicht, Strahlung, Black-Body, WW mit Materie: Atome und Spektrallinien, Moleküle, Staub, Dopplereffekt; 28. Okt.
7. Die Sonne Eigenschaften der Sonne ; mittlere Parameter 02. Nov.
8. Energieerzeugung Leuchtkraft und Energieerzeugung; Kernfusionsprozesse
Kernfusion: p-p, CNO, triple alpha; solare Neutrinos
04. Nov.
9. Sterne: andere Sonnen Abstandsmessung: Triangulation (Hipparcos); Eigenbewegung;  absolute Helligkeit; HR-Diagramm; spektr. Parallaxe 09. Nov.
10. Spektraltypen/Sternatmosphären Farben und Temperaturen; Spektraltypen (-klassen);Strahlungstransport; Sternatmosphären 11. Nov.
    ausgefallen, krank 16. Nov.
11. Sternatmosphären Das Innere der Sterne: 18. Nov.
12.
Grundgleichungen des Sternaufbaus;Stabilität, H-R-Diagram, Entwicklungswege, Braune Zwerge; 
23. Nov.
13.  Endstadien: Zustandsgleichung 25. Nov.
14.  

Endzustände:
Cepheiden

30. Nov.
15. Supernovae/Die Milchstraße

Supernovae; Rotationskurve; Galaktisches Zentrum;

interstellare Materie: Staub, Gas;

02. Dez.
16.  Milchstraße Struktur 07. Dez.
17. Das ISM-atomares Gas HII-Regionen: optische Erscheinung, Rekomb. Linien, verbotene Linien; 09. Dez.
    Ausgefallen, Vollversammlung 14. Dez.
18.  ISM - Strahlungsmechanismen Radiokontinuum-Strahlung, thermische Strahlung; Frei-Frei-Strahlungsmechanismusss; Opazität, opt. TiefeLinienstrahlung; A-Koeffizienten, Stoßraten 16. Dez.
19.  ISM - Strahlungstransport Strahlungsmechanismen Laser/Maser, Strahlungsauswahlregeln 21. Dez.
    Ausgefallen, Weihnachtsvorlesung 23. Dez.
    WEIHNACHTSFERIEN 27. Dez.
    WEIHNACHTSFERIEN 30. Dez.
    WEIHNACHTSFERIEN 04. Jan.
    WEIHNACHTSFERIEN 06. Jan.
20.  Strahlungstransport/Molekülwolken: Anregungsbedingungen; Ratengleichungen; HI-Linienstrahlung: 21 cm 11. Jan.
21. Molekülwolken  Säulendichten, Dichte, Temperatur; Massenbestimmung, CO als H2-Tracer; Virialmassen; Wolkenstruktur/Turbulenz 13. Jan
22. Galaxien  Klassifikation von Galaxien 18. Jan.
23. Spiralgalaxien  Eigenschaften, Tully-Fischer Relation, Rotation, Spiralarme 20. Jan.
24. Galaxien  Elliptische Galaxien, Interaktionen, Galaxienentstehung 25. Jan.
25.
 Galaxiencluster  Galaxienentstehung, Aktive Kerne, Großräumige Strukturen 27. Jan.
26.  Kosmologie I  Druckloses Staubuniversum, Entwicklung des Universums 01. Feb.
27.  Kosmologie II  Relativistische Kosmologie, kosmologische Konstante, Big Bang Nukleosynthese, S-Z Effekt 03. Feb.
  Klausur   23. Feb.

 

Astrophysik I (Bachelor):

  • Grundlagen:

    • Koordinatensysteme
    • Zeit-, Längen-, Massen-, Temperatur-Bestimmung
  • stellare Astrophysik:

    • Eigenschaften,
    • Aufbau und Entwicklung der Sterne
    • Endstadien
  • Die Milchstraße und externe Galaxien:

    • Interstellares Medium
    • Morphologie
    • Grundlagen: Struktur und Dynamik
    • Grundlagen: Galaxien-Kerne
  • Grundlagen der Kosmologie:

    • Entfernungsmessung, großräumige Struktur
    • Verteilung der Materie, Dunkle Materie, Dunkle Energie
    • Urknall und Entwicklung

Astrophysik II (Master):

  • Interstellares Medium:

    • atomare, molekulare Wolken, Diagnostik
    • Photonendominierte Regionen,
    • Stoßwellen
    • Astrochemie
  • Sternentstehung

    • low-mass
    • high-mass
    • Planetenentstehung
  • Galaxienentwicklung

    • Klassifikation
    • Stellardynamik, interne Dynamik
    • Galaxien-Entwicklung
    • Galaxien-Kerne
    • Dunkle Materie
  • Großräumige Struktur des Universums

    • Großräumige Struktur
    • Galaxienhaufen
    • Dunkle Materie, Dunkle Energie
    • experimentelle Kosmologie
Literaturempfehlung

Bücher

  • J. Binney & M. Merrifield, "Galactic Astronomy", 1998, Princeton University Press, Princeton, New Jersey
  • Binney, Tremaine: Galactic Dynamics, Princeton Series in Astrophysics
  • Bowers, Deeming: Astrophysics I: Stars, Jones and Bartlett Publishers
  • Bowers, Deeming: Astrophysics II: Interstellar Matter and Galaxies, Jones and Bartlett Publishers
  • Carroll, Ostlie: An Introduction to modern Astrophysics, Pearson Addison-Wesley Publishing Company
  • John Charap: Explaining the Universe
  • Arnold Hanslmeier: Einführung in die Astronomie und Astrophysik, Spektrum Akademischer Verlag, 2007
  • Karttunen: Fundamental Astronomy, Springer 2007
  • W. Kaufmann, "Universe", 1991, Freeman, New York
  • Sun Kwok, Physics and Chemistry of the Interstellar Medium University Science Books
  • Lang, R., "Astrophysical Formulae" Vol. I & II, Springer, 2000
  • Mihalas, D., "Galactic Astronomy", 1968, Freeman, San Francisco
  • Mihalas, D., "Stellar Atmospheres", 1970, Freeman, San Francisco
  • Ostlie, Carroll: An Introduction to modern Stellar Astrophysics, Pearson Addison-Wesley Publishing Company
  • Pasachoff, J.M., and Fillippenko, A, "The Cosmos: Astronomy in the new Millenium", Harcourt College Publishers, 2001
  • Scheffler, H., and Elsässer, H., "Physik der Sterne und der Sonne", 1990, BI, Mannheim, Wien, Zürich
  • Scheffler, H., and Elsässer, H., "Bau und Physik der Galaxis", 1982, BI, Mannheim, Wien, Zürich
  • Schneider: Einführung in die Extragalaktische Astronomie und Kosmologie, Springer, 2006
  • F. Shu, "The Physical Universe", 1982, University Science Books, Mill Valley, California
  • Unsöld, A., und Baschek, B., "Der neue Kosmos", 1988, Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York
  • Weigert, A., und Wendker, H.F., "Astronomie und Astrophysik", 1989, VCH Verlag, Weinheim

WWW-Resourcen

Kataloge etc.:

Literatur Resourcen:

Übungsaufgaben
Ausgabe Mittwochs auf Wunsch in Papierform in der Vorlesung sonst per download als pdf hier.
Abgabe Am jeweils folgenden Mittwoch in der Vorlesung.
Bearbeitung Empfehlenswert in Gruppenarbeit (max. 3 Personen pro Übung), handschriftliche Abgabe eines Exemplars pro Gruppe erforderlich.
Bewertung Nach auf den Übungsblättern angegebener Punktzahl durch die Übungsleiter. 
Besprechung In den Übungsstunden. Jeder, der eine Lösung abgibt, muss in der Lage sein, sie in der Übungsgruppe vorzutragen. Andernfalls ist Punktabzug möglich. Die Hälfte der möglichen Punktzahl der Übungsaufgaben muss erreicht werden, um die Scheinkriterien zu erfüllen.

Korollar: um die Übungen vorrechnen zu können, muß man natürlich physisch anwesend sein.  Explizit bedeutet das, daß wir die Anwesenheit kontrollieren, und daß eine Voraussetzung zur Zulassung zu der Klausur die Anwesenheit bei 75% der Übungstermine ist.  Alles, was über 25% Abwesenheit hinausgeht, muß glaubhaft entschuldigt sein.
Aufgaben

Aufgabe 1  Aufgabe 4  Aufgabe 7 Aufgabe 10
Aufgabe 2  Aufgabe 5  Aufgabe 8 Aufgabe 11
Aufgabe 3  Aufgabe 6  Aufgabe 9 Aufgabe 12

 

Weitere links
Fachgruppe Physik www.physik.uni-koeln.de
Fachschaft Physik http://www.uni-koeln.de/studenten/fs-physik/
Deutsche Physikalische Gesellschaft www.dpg-physik.de
Physik.de www.physik.de