Вопросы к зачету по курсу “Общая астрофизика”
Декабрь 2005
1. Наиболее яркие источники коротковолнового излучения на небе от гамма-лучей до ультрафиолетового диапазона, их физическая природа, механизмы излучения. Конкретные примеры объектов.
2. Наиболее яркие источники коротковолнового излучения на небе- от ультрафиолетового диапазона до радиоволн, их физическая природа, механизмы излучения. Конкретные примеры объектов.
3. Представление о (локальном) термодинамическом равновесии и тепловом излучении. Распределение Максвелла. Уравнение Больцмана. Функция Планка и ее асимптоты.
4. Понятие интенсивности и потока излучения. Связь между интенсивностью излучения газовой среды и ее оптической толщиной (уравнение переноса). Предельные случаи спектра для высокой и низкой оптических толщин.
5. Яркостная температура источников. Эффективная температура звезд. Законы Вина. Закон Стефана-Больцмана, его использование для оценки размеров звезд.
6. Элементарные процессы, ответственные за формирование непрерывного и эмиссионного спектров межзвездного газа. Возникновенние запрещенных линий. Доплеровская ширина линий.
7. Различные наблюдаемые состояния межзвездного газа: области HI, HII, молекулярные облака, мазерные конденсации, горячий газ. Плотность и температура областей, спектр наблюдаемого излучения. Механизмы нагрева и охлаждения.
8. Рекомбинационное излучение. Условие ионизационного баланса, размер области ионизации водорода вокруг горячей звезд.
9. Механизмы охлаждения газа. Функция охлаждения и время остывания межзвездного газа при различной плотности и температуре.
10. Межзвездное магнитное поле и его наблюдаемые проявления. Плотность энергии магнитного поля.
11. Представление о "вмороженности" магнитного поля в газ межзвездной среды и в звездах. Время затухания поля. Изменение энергии магнитного поля при деформации среды.
12. Космические лучи. Синхротронное радиоизлучение: механизм и спектр излучения, примеры наблюдаемых источников. Комптоновские потери энергии электронов.
13. Томсоновское комптоновское рассеяние света в космической плазме и длина пробега фотона. Обратный Комптон эффект. Астрофизические примеры.
14. Гравитационная энергия тел и систем. Круговая и параболическая скорости для звезд и планет. Звезды как объекты с отрицательной теплоемкостью.
15. Условия гравитационного сжатия облака и его фрагментации. Критическая (джинсовская) масса. Продолжительность свободного сжатия и процессы, тормозящие сжатие облака
16. Траектория протозвезд на диаграмме ГР. Контракционная фаза эволюции звезды, источник энергии излучения. Наблюдаемые характеристики молодых звезд различной массы.
17. Атмосферы звезд. Особенности спектров звезд различных спектральных классов. Механизмы образования абсорбционных линий. Основные механизмы поглощения в непрерывном спектре для звезд различных температур.
18. Источники энергии звезд. Реакции 'горения' H и He. Высокотемпературная реакция `горения' гелия.
19. Основные уравнения, описывающие равновесное состояние и внутреннее строение звезды.
20. Радиационное давление в звезде и эддингтоновская светимость. Верхний и нижний пределы звездных масс.
21. Атмосфера Солнца: фотосфера, хромосфера, корона. Физическое состояние вещества, источники нагрева. Наблюдаемая структура и спектр излучения этих слоев.
22. Активные образования в атмосфере и роль магнитного поля в их появлении. Солнечные вспышки. Колебания Солнца.
23. Вырожденный газ. Условие электронного вырождения и уравнение состояния. Температура снятия вырождения.
24. Белые карлики, наблюдаемые характеристики. Связь между массой и радиусом, предельная масса.
25. Нейтронные звезды: физические параметры, возможные механизмы образования. Наблюдаемые проявления нейтронных звезд. Пульсары. Предел массы нейтронных звезд.
ЛИТЕРАТУРА
- А.В. Засов. Конспект лекций по общей астрофизике.
- К.А. Постнов, А.В. Засов. Курс общей астрофизики. М., МГУ, 2005.
- Д.Я. Мартынов. Курс общей астрофизики. М., Наука, 1988.
- Физика космоса: малая энциклопедия. М., 1986.
- Д.Я. Мартынов, В.М. Липунов. Сборник задач по астрофизике. М., Наука, 1986
| 