קורסים שאינם מקנים נקודות זכות
22301 תהליכי קרינה באסטרופיסיקה
22301 תהליכי קרינה באסטרופיסיקה
4 נקודות זכות
שיוך: תואר שני / אסטרופיסיקה
שיוך נוסף: מדעים / מדעי הטבע / פיסיקה
תנאי קבלה: קבלה לתואר שני באסטרופיסיקה1, או אישור מיוחד של ועדת התואר השני באסטרופיסיקה
הקורס בפיתוח
זהו קורס בחירת חובה (לפחות 2 מתוך 3 קורסים) לכל תלמידי תואר שני (MSc) באסטרופיסיקה. מטרת הקורס היא להקנות הבנה מעמיקה לגבי הפיסיקה של תהליכי קרינה יסודיים הממלאים תפקיד משמעותי באסטרונומיה. יש לכך חשיבות מיוחדת מכיוון שרוב הידע שלנו באסטרופיסיקה ובקוסמולוגיה מגיע מתצפיות של הקרינה האלקטרומגנטית שהם מייצרים ושנמדדת בטלסקופים השונים. הקורס מהווה בסיס חיוני לתחומים רבים אחרים באסטרופיסיקה ומחוץ לה.
נושאי הלימוד
נושאים מרכזיים שידונו בקורס: קרינה תרמית (קרינת גוף שחור), קרינת עצירה (ברמשטראלונג) קרינה לא תרמית (סינכרוטרון, קרינת קומפטון הפוכה), קרינה של חלקיקים טעונים, קרינה מגופים הנעים במהירויות יחסותיות, משוואות מעבר קרינה, קיטוב והתפשטות של קרינה אלקטרומגנטית הנעה בפלסמה.
חומר הלימוד
הספר:
G. B. Rybicki & A. L. Lightman, Radiative Processes in Astrophysics, (Wiley-VCH, 1979/2004), chapters 1-8.
----------------------------------------------------
Radiative Processes in Astrophysics (22301) Syllabus [Mandatory]
Credits: 4 postgraduate credits
Prerequisites: acceptance to MSc in astrophysics.
Course Overview:
This course is mandatory for all MSc students in astrophysics and provides a solid basis for many other advanced courses. The purpose of the course is to provide insight into elementary radiation processes that play an important role in astronomy and astrophysics. It is of particular importance since most of our knowledge of astrophysics and cosmology comes from observations of the electromagnetic radiation that they emit.
The Topics covered in this course are:
-
Thermal radiation (bremsstrahlung, black body radiation).
-
Non-thermal radiation processes (synchrotron radiation, inverse Compton radiation).
-
Fundamentals of EM radiation and radiation transport.
-
Polarization, propagation of EM radiation through a plasma.
Learning Objectives / Outcomes:
After completing the course the student should have a basic understanding of:
-
Mathematical preliminaries (including Fourier transform).
-
Fundamentals of radiative transfer: the radiative transfer equation, optical depth, source function, black body radiation, the second law of thermodynamics, Kirchhoff's law, and thermal radiation - can discuss the thermodynamics of black body radiation, Einstein coefficients for spontaneous emission, absorption, stimulated emission.
-
Theory of radiation fields: Lorentz force, Maxwell's equations, EM waves, polarization, scalar potential and vector potential.
-
Radiation from moving charges: Lienard-Wiechart potentials, beaming effect, Larmor's formula, the dipole approximation, Thomson scattering.
-
Relativistic covariance and kinematics: Lorentz transformation, the aberration of light and the beaming effect, four vectors. Covariance formulation of the special theory of relativity and electromagnetism as a relativistic theory.
-
Bremsstrahlung: free-free scattering in the small angle scattering regime, Gaunt factor, thermal and non-thermal bremsstrahlung.
-
Synchrotron radiation: the total emitted power, observed pulses, radiation from a power-law electron distribution, polarization of synchrotron emission, synchrotron self-absorption and stimulated emission.
-
Compton Scattering: Compton wavelength, inverse Compton scattering, the Compton y parameter.
-
Plasma effects: Maxwell equations for a cold isotropic plasma, the plasma frequency, the dispersion measureand and Faraday rotation.
Required Text
G. B. Rybicki & A. L. Lightman, Radiative Processes in Astrophysics, (Wiley-VCH, 1979/2004), chapters 1-8.
1 סטודנט שאינו עומד בתנאי הקבלה יכול, במקרים מסוימים, להירשם לקורס. לפרטים נוספים עיינו בסעיף קבלה לקורסים בודדים בתכנית הלימודים לתואר שני באסטרופיסיקה.