VT8 – 1 Modulname Modulkürzel Astrophysik PHYSIK-M1
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VT8 – 1 Modulname Modulkürzel Astrophysik PHYSIK-M1-VT8 Modulverantwortliche/r Fachbereich Dozenten der Physik Physik Verwendung in Studiengängen Master-Programm Physik Studienjahr Dauer Modultyp 1 30 Wochen Wahlpflicht Voraussetzungen laut Prüfungsordnung Empfohlene Voraussetzungen PHYSIK-B6-TH4 / Theo4 Zugehörige Lehrveranstaltungen: Nr. Veranstaltungsname SWS Arbeitsstunden ECTSCredits Die Lehrveranstaltungen I und VII müssen gewählt werden. Empfohlen wird, dass eine weitere Lehrveranstaltungen gewählt wird (wegen x12 Abs. 2 der Prüfungsordnung). Nicht alle werden in jedem Studienjahr angeboten, siehe Vorlesungsverzeichnis und Aushänge. I Grundlagen der Astrophysik 2 90 3 II Allgemeine Relativitätstheorie 2 90 3 III Planetenentstehung 2 90 3 IV Aufbau der Milchstraße und die Physik des interstellaren Mediums 2 90 3 2 90 3 2 90 3 2 90 3 4–8 180 – 360 6 – 12 V Einführung in die extragalaktische Astronomie und Kosmologie VI Aktuelle Probleme der Astrophysik VII Projekt zu Grundlagen der Astrophysik Summe Lernziele des Moduls Die Studierenden werden an den Forschungshorizont der Astrophysik herangeführt. Sie können die Begriffe und einschlägigen Methoden korrekt anwenden. Zusammensetzung der Modulprüfung / Modulnote Mündliche Prüfung entweder über I und VII oder über I, VII und eine weitere Lehrveranstaltung. astro 28. September 2011 VT8 – 2 Modulname Modulkürzel Astrophysik PHYSIK-M1-VT8 Veranstaltungsname Veranstaltungskürzel Grundlagen der Astrophysik AstroG Lehrende Fach Lehreinheit Wurm Physik Physik Semester Turnus Sprache Voraussetzungen 1/2 WS/SS Deutsch PHYSIK-B6-TH4 / Theo4 SWS Präsenzstudium Eigenstudium Arbeitszeit ECTS-Credits 2 30 h 60 h 90 h 3 Lehrform Vorlesung Lernziele Erwerb grundlegender Kenntnisse der Astrophysik Inhalte Koordinatensysteme (Äquator, Horizont), Beobachtungstechniken (Teleskope, Messgrößen, Strahlungsfluss, Leuchtkraft), elektromagnetische Strahlung und Spektren generell, Himmelsmechanik (Gravitation, Kepler, allg. Relativitätstheorie, Virialsatz), Entfernungsbestimmung (Parallaxe, Cepheiden, Supernovae, HR-Diagramm), Aufbau und Entwicklung massearmer und massereicher Sterne, Hertzsprung-Russell Diagramm (Hauptreihe, Riesen, Weiße Zwerge), andere Endstadien (Schwarze Löcher, Neutronensterne (Pulsare), Planetare Nebel), Sonne, kosmische Strahlung, Fusionsprozesse und Elementbildung, Sonnensystem (terrestrische Planeten, Gasriesen, Kometen, Asteroide, Meteorite), Extrasolare Planetensysteme, Stern- und Planetenentstehung (Jeansmasse, Freifallzeit, Kelvin-Helmholtz-Zeitskala, Akkretionsscheiben), Kosmologie (Hubble Expansion, Urknalltheorie, Mikrowellenhintergrund, dunkle Materie) Studien- / Prüfungsleistung Unbenotete Studienleistung: Regelmäßige aktive Teilnahme an der Vorlesung. Literatur B. W. Carroll, D. A. Ostlie: An Introduction to Modern Astrophysics; Addison-Wesley (2009) Weitere Informationen zur Veranstaltung Diese Lehrveranstaltung wird durch das Projekt AstroX ergänzt, in dem die Anwendung der Inhalte geübt wird. astro 28. September 2011 VT8 – 3 Modulname Modulkürzel Profilgebiet-Basis: Theoretische Physik PHYSIK-M1-VT8 Veranstaltungsname Veranstaltungskürzel Allgemeine Relativitätstheorie ARel Lehrende Fach Lehreinheit Schützhold, Pelster Physik Physik Semester Turnus Sprache Voraussetzungen 1 WS Deutsch PHYSIK-B3-TH1, PHYSIK-B4-TH2, PHYSIK-B5-TH3, PHYSIK-B6-TH4 SWS Präsenzstudium Eigenstudium Arbeitszeit ECTS-Credits 2 30 h 60 h 90 h 3 Lehrform Vorlesung Lernziele Erwerb grundlegender Kenntnisse der Allgemeinen Relativitätstheorie. Inhalte Wiederholung Spezielle Relativitätstheorie, Vierer-Vektoren/Tensoren, Krummlinige Koordinaten, Koordinaten-Transformationen, Metrik, Kovariante Ableitung, Christoffel-Symbole, Krümmung, Äquivalenz-Prinzip, Geodäten-Gleichung, Scheinkräfte, Einstein-Gleichungen, Newtonscher Limes, Gravitations-Wellen, Schwarzschild-Lösung (Perihel-Drehung, Lichtablenkung, Rotverschiebung), Friedmann-Gleichungen, Kosmologie, moderne Aspekte, Einstein-Hilbert-Wirkung, Ausblick Quantengravitation. Studien- / Prüfungsleistung Unbenotete Studienleistung: Regelmäßige aktive Teilnahme an der Vorlesung. Literatur L.D. Landau & E.M. Lifschitz, Klassische Feldtheorie (Akademie-Verlag, Berlin) C. Misner, K.S. Thorne, J. A. Wheeler, Gravitation (Freeman, San Francisco) H. Stephanie, Allgemeine Relativitätstheorie (Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin) R.M. Wald, General Relativity (Chicago UP, Chicago and London) Weitere Informationen zur Veranstaltung astro 28. September 2011 VT8 – 4 Modulname Modulkürzel Astrophysik PHYSIK-M1-VT8 Veranstaltungsname Veranstaltungskürzel Planetenentstehung AstroP Lehrende Fach Lehreinheit Wurm Physik Physik Semester Turnus Sprache Voraussetzungen 1/2 WS/SS Deutsch PHYSIK-M1-VT8/AstroG SWS Präsenzstudium Eigenstudium Arbeitszeit ECTS-Credits 2 30 h 60 h 90 h 3 Lehrform Vorlesung Lernziele Erwerb grundlegender Kenntnisse der Mechanismen der Planetenentstehung Inhalte Molekülwolken, Gravitationskollaps, Sternentstehung, protoplanetare Scheiben (Aufbau, Spektrum, laminar, turbulent, dead zone), Meteorite (Alter, Zusammensetzung, Chondren, CAIs), Zeitskalen, Staub-Gas-Wechselwirkung, Transportmechanismen, Relativgeschwindigkeiten zwischen Festkörpern untereinander und mit dem Gas, Stoßphysik, Staubaggregation, fraktale Aggregate, Planetesimalbildung (Wachstumsmodell, Instabilitäten), Runaway-Wachstum, oligarchisches Wachstum, Snowline (Eisphysik), Entstehung von terr. Planeten, Diffrentiation, Entstehung von Gasriesen (Core-Accretion, Gravitationsinstabilität), Migration (Planet-GasWechselwirkung, Streuung von Planetesimalen), Extrasolare Planeten, Hot Jupiters, Asteroide, Kometen, Monde, Kuiper-Gürtel, Nizza-Modell Studien- / Prüfungsleistung Unbenotete Studienleistung: Regelmäßige aktive Teilnahme an der Vorlesung. Literatur P. J. Armitage: Astrophysics of planet formation; Cambridge University Press (2010) S. W. Stahler, F. Palla: The formation of stars, Wiley-VCH 2006 H. Klahr, W. Brandner: Planet formation; Cambridge University Press (2006) Weitere Informationen zur Veranstaltung astro 28. September 2011 VT8 – 5 Modulname Modulkürzel Astrophysik PHYSIK-M1-VT8 Veranstaltungsname Veranstaltungskürzel Aufbau der Milchstraße und die Physik des interstellaren Mediums AstroM Lehrende Fach Lehreinheit Wurm, van Eymeren Physik Physik Semester Turnus Sprache Voraussetzungen 1/2 WS/SS Deutsch PHYSIK-M1-VT8/AstroG SWS Präsenzstudium Eigenstudium Arbeitszeit ECTS-Credits 2 30 h 60 h 90 h 3 Lehrform Vorlesung Lernziele Die Studierenden kennen und verstehen die wesentlichen Erkenntnisse im Bereich der Erforschung der Milchstraße und des interstellaren Mediums und sind über aktuelle astrophysikalische Fragestellungen detailiert unterrichtet. Sie lernen, physikalisches Wissen aus fast allen Bereichen auf die oft – verglichen mit der Erde – exotischen“ Bedingungen des Weltalls anzu” wenden und so tiefer zu verstehen. Inhalte Aufbau der Milchstraße: Verteilung der Sterne, Sternhaufen, globales Emissionsspektrum der Milchstraßenebene, galaktische Scheibe, galaktischer Bulge, stellarer Halo, Halo aus dunkler Materie; Sternhaufen: offene Sternhaufen, Kugelsternhaufen, Farben-Helligkeitsdiagramm, Doppelsterne, weiße Zwerge, Neutronensterne; Kühl-/Heizprozesse im interstellaren Gas; interstellarer Staub: Absorption, Streuung, Polarisation, interstellare Extinktion, Größe und Zusammensetzung von interstellaren Staubkörnern; H II-Regionen: Ionisationsgleichgewicht, Energiegleichgewicht, Charakteristika der Emission; Phasen des interstellaren Mediums: Zwei- und Drei-Phasen-Modell; Molekülwolken: Dynamik des interstellaren Mediums: Expansion von H IIRegionen, Supernova-Explosionen, interstellare Winde; Kinematik der Milchstraße: differentielle Rotation, galaktischer Mikrolinseneffekt, Rotationskurve der Milchstraße; galaktisches Zentrum: zentraler Bulge, Sagittarius A, schwarzes Loch. Studien- / Prüfungsleistung Unbenotete Studienleistung: Regelmäßige aktive Teilnahme an der Vorlesung. Literatur A. G. G. M. Tielens: The Physics and Chemistry of the Interstellar Medium P. Schneider: Einführung in die extragalaktische Astronomie und Kosmologie A. Weigert, H. J. Wendker, L. Wisotzki: Astronomie und Astrophysik, Ein Grundkurs B. W. Caroll, D. A. Ostlie: An Introduction to Modern Astrophysics Weitere Informationen zur Veranstaltung astro 28. September 2011 VT8 – 6 Modulname Modulkürzel Astrophysik PHYSIK-M1-VT8 Veranstaltungsname Veranstaltungskürzel Einführung in die extragalaktische Astronomie und Kosmologie AstroK Lehrende Fach Lehreinheit Wurm, van Eymeren Physik Physik Semester Turnus Sprache Voraussetzungen 1/2 WS/SS Deutsch PHYSIK-M1-VT8/AstroG SWS Präsenzstudium Eigenstudium Arbeitszeit ECTS-Credits 2 30 h 60 h 90 h 3 Lehrform Vorlesung Lernziele Die Studierenden sind in der Lage, die grundlegenden Konzepte der extragalaktischen Astronomie und Kosmologie nachzuvollziehen. Sie kennen und verstehen die wesentlichen Erkenntnisse und sind über aktuelle astrophysikalische Fragestellungen detailliert unterrichtet. Sie lernen, physikalisches Wissen aus fast allen Bereichen auf die oft – verglichen mit der Erde – exoti” schen“ Bedingungen des Weltalls anzuwenden und so tiefer zu verstehen. Inhalte Aktuelle und zukünftige Werkzeuge der extragalaktischen Atronomie: allgemeine Eigenschaften von Teleskopen und ihren Instrumenten; die Milchstraße: galaktische Koordinaten, Entfernungsbestimmungen innerhalb der Milchstraße, Struktur und Aufbau, Kinematik,galaktischer Mikrolinseneffekt, galaktisches Zentrum; Galaxien: Klassifikation, Skalierungsrelationen, zentrale schwarze Löcher, extragalaktische Entfernungsbestimmungen, Leuchtkraftfunktion, Galaxien als Gravitationslinsen, Populationssynthese; homogene, isotrope Weltmodelle: Olbers-Paradoxon, kosmologisches Prinzip, Friedmann-Lemaı̂tre-Expansionsgleichungen und ihre Konsequenzen, thermische Geschichte des Universums, Erfolge und Probleme des Standardmodells; Aktive Galaktische Kerne (AGN): Zoologie der AGNs, schwarze Löcher als zentraler Motor, Komponenten eines AGNs, AGNs und Kosmologie; Galaxienhaufen und -gruppen; Inhomogenitäten im Universum; Kosmologische Parameter; das Universum bei hoher Rotverschiebung. Studien- / Prüfungsleistung Unbenotete Studienleistung: Regelmäßige aktive Teilnahme an der Vorlesung. Literatur P. Schneider: Einführung in die extragalaktische Astronomie und Kosmologie A. Weigert, H. J. Wendker, L. Wisotzki: Astronomie und Astrophysik, Ein Grundkurs B. W. Caroll, D. A. Ostlie: An Introduction to Modern Astrophysics Weitere Informationen zur Veranstaltung astro 28. September 2011 VT8 – 7 Modulname Modulkürzel Astrophysik PHYSIK-M1-VT8 Veranstaltungsname Veranstaltungskürzel Aktuelle Probleme der Astrophysik AstroA Lehrende Fach Lehreinheit Dozenten der Physik Physik Physik Semester Turnus Sprache Voraussetzungen 1/2 WS/SS Deutsch PHYSIK-M1-VT8/AstroG SWS Präsenzstudium Eigenstudium Arbeitszeit ECTS-Credits 2 30 h 60 h 90 h 3 Lehrform Vorlesung Lernziele Erwerb vertiefter Kenntnisse in einem aktuellen Gebiet der Astrophysik Inhalte Die Inhalte orientieren sich an aktuellen Problemen auf dem Gebiet der Astrophysik. Studien- / Prüfungsleistung Unbenotete Studienleistung: Regelmäßige aktive Teilnahme an der Vorlesung. Literatur Wird in der Veranstaltung bekannt gegeben. Weitere Informationen zur Veranstaltung astro 28. September 2011 VT8 – 8 Modulname Modulkürzel Astrophysik PHYSIK-M1-VT8 Veranstaltungsname Veranstaltungskürzel Projekt zu Grundlagen der Astrophysik AstroX Lehrende Fach Lehreinheit Wurm Physik Physik Semester Turnus Sprache Voraussetzungen 1/2 WS/SS Deutsch PHYSIK-M1-VT8/AstroG SWS Präsenzstudium Eigenstudium Arbeitszeit ECTS-Credits 2 30 h 60 h 90 h 3 Lehrform Übung, Seminar oder Praktikum Lernziele Die Studierenden können ausgewählte einschlägige Methoden der Atrophysik selbständig anwenden. Inhalte Das Projekt orientiert sich inhaltlich an der Vorlesung Grundlagen der Astrophysik“. ” Studien- / Prüfungsleistung Unbenotete Studienleistung: Erfolgreiche Bearbeitung des Projekts. Literatur Wird in der Veranstaltung bekanntgegeben. Weitere Informationen zur Veranstaltung astro 28. September 2011
