Podstawy Astronomii 1
(wykład)
uwagi ogólne
termin: wtorki, godzina 11:15
konsultacje: poniedziałki 16:00-17:00, wtorki 14:00-15:00 lub inny termin po wcześniejszym umówieniu się emejlowo oraz email i chat Teams bez ograniczeń czasowych
obecność: obecność na wykładzie jest obowiązkowa, dopuszczalne są maksymalnie 4 nieobecności nieusprawiedliwione. Każda kolejna nieobecność musi być
usprawiedliwiona zwolnieniem lekarskim. Osoby mające więcej niż 4 nieobecności nieusprawiedliwione, na egzaminie otrzymają dodatkowe pytania z tematów omawianych na wykładzie w czasie
ich nieobecności. W przypadku, gdy nieobecności obejmą ponad 50% zajęć w semestrze decyzję o możliwości uzyskania zaliczenia wykładu podejmie zastępca dyr. do spraw dydaktycznych.
egzamin: w formie pisemnej (test), termin będzie podany później
zagadnienia omówione na wykładzie:
- część 0: czym jest astronomia?
- część 1: Ziemia
- kształt i rozmiar Ziemi
- współrzędne geograficzne
- jednostki długości zdefiniowane na bazie wielkości Ziemi
- część 2: sfera niebieska
- pojęcie sfery niebieskiej
- miara kątowa
- koła wielkie i małe
- układ współrzędnych horyzontalnych
- wyznaczanie współrzędnych horyzontalnych - wybrane metody (gnomon, kwadrant, smartfon, ...)
- montaż azymutalny teleskopów
- pozorny ruch sfery niebieskiej
- układ współrzędnych równikowych pierwszy (godzinny)
- dołowania i górowania
- obiekty okołobiegunowe, wschodzące i zachodzące, niewidoczne
- zależność widoku i obrotu sfery niebieskiej od szerokości geograficznej obserwatora
- montaż paralaktyczny teleskopów
- łuki zakreślane przez obiektów na niebie - ile czasu obiekt jest nad horyzontem
- trójkąt sferyczny, wzory dla trójkąta sferycznego
- trójkąt paralaktyczny
- ekliptyka, pozorna roczna droga Słońca na niebie, punkt Barana
- układ współrzędnych równikowych drugi (równonocny)
- układ współrzędnych ekliptycznych
- część 3: gwiazdozbiory, mapy, katalogi
- gwiazdozbiory (dawniej i dziś)
- asteryzmy
- mapy i atlasy nieba
- katalogi gwiazd
- katalogi obiektów mgławicowych
- nazwy gwiazd
- część 4: fotometria
- powstanie skali jasności magnitudo
- fotometria wizualna i instrumentalna
- precyzyjne ustalenie skali magnitudo, prawo Pogsona
- własności skali magnitudo
- jasność absolutna
- wielkości fizyczne występujące w log() we wzorze Pogsona
- porównanie fotometrii astronomicznej, radiometrii i fotometrii
- możliwe formy wzoru Pogsona
- punkt zerowy skali magnitudo
- jasność graniczna
- jasność powierzchniowa mag/arcsec^2 (obiekty mgławicowe, tło nieba, obiekty z widoczną tarczą)
- wyznaczanie jasności w praktyce - filtry i systemy fotometryczne
- część 5: wpływ atmosfery
- zjawiska zachodzące przy przejściu światła przez atmosferę: ekstynkcja, refrakcja
- masa powietrzna (w przybliżeniu płasko-równoległym)
- zależność jasności widomej od ekstynkcji i masy powietrznej (prawo Bouguer’a)
- zależność współczynnika ekstynkcji od dł. fali i skutki tego
- masa atmosfery - bardziej rzeczywiste przybliżenia zależności X(z)
- refrakcja, prawo Snelliusa
- kąt refrakcji w przybliżeniu atmosfery płasko-równoległej
- kąt refrakcji - dokładniejsze zależności, wpływ temperatury i ciśnienia
- wpływ refrakcji na wschody/zachody obiektów
- refrakcja blisko horyzontu
- zależność refrakcji od długości fali - dyspersja światła
- efekty turbulencji w atmosferze - scyntylacja i seeing (opis jakościowy, przykłady obserwacji)
- część 6: Ziemia - Słońce
- zmierzchy i świty (przyczyny, rodzaje, czas trwania)
- roczny ruch Słońca na niebie (przyczyny i skutki: zmienna długość dnia, wysokość górowania Słońca)
- dni i noce polarne, warunki ich występowania
- białe noce, warunki ich występowania
- ruch Słońca po ekliptyce, gwiazdozbiory ekliptyczne i znaki zodiaku
- strefy oświetlenia Ziemi, zwrotniki, koła podbiegunowe
- stała słoneczna, nasłonecznienie (chwilowe, dobowe, średnie dobowe)
- roczne zmiany nasłonecznienia na różnych szer. geogr. i pory roku jako efekt tych zmian
- klimatyczne strefy Ziemi, wpływ atmosfery i zachmurzenia na nasłonecznienie
- część 7: układ planetarny
- skrócona historia odkrycia praw Keplera
- parametry opisujące elipsę
- prawa Keplera (w wersji uproszczonej i uogólnionej)
- rozmiary kątowe
- paralaksa geocentryczna (ogólna, horyzontalna, równikowa)
- związek między rozmiarem kątowym a paralaksą, jednoczesne wykorzystanie obu kątów
- ruch planet na niebie
- konfiguracje planet, okresy synodyczne
- Księżyc - podstawowe dane i obserwacje: fazy, zmiany rozmiaru kątowego, libracja optyczna
- siły pływowe, rotacja synchroniczna - opis jakościowy
- parametry orbity Księżyca
- miesiąc gwiazdowy i synodyczny
- jakościowe wyjaśnienie libracji Księżyca w długości i szerokości
- atlasy, mapy i fotomapy Księżyca
- ruch Księżyca na niebie
- precesja orbity Księżyca (linii węzłów)
- precesja osi obrotu Ziemi (punktów równonocy, podstawowy opis matematyczno-fizyczny, skutki precesji)
- zaćmienia Słońca i Księżyca (typy, geometria, przebieg, pożytek ze słonecznych zaćmień całkowitych dla badania Słońca, sezony zaćmień i precesja linii węzłów)
- tranzyty i zakrycia (przykłady, znaczenie naukowe)
- część 8: gwiazdy
- aberracja światła
- paralaksa heliocentryczna, parsek
- ruchy własne gwiazd
- trudności w wyznaczeniu paralaksy
zestawy najważniejszych slajdów z wykładu i materiały uzupełniające
- slajdy z części 1: kształt i rozmiar Ziemi
- slajdy z części 2: sfera niebieska
- slajdy z części 3: gwiazdozbiory, mapy, katalogi
dodatkowe materiały do części 3: lista gwiazdozbiorów
oraz prosta mapa nieba
- slajdy z części 4: fotometria
- slajdy z części 5: wpływ atmosfery
- slajdy z części 6: Ziemia - Słońce
- slajdy z części 7: układ planetarny
- slajdy z części 8: gwiazdy
literatura
- Karttunen i inni, Astronomia ogólna (2020) lub wersja angielska w pdf
Fundamental astronomy, wyd.5 (2007)
- Frank Shu, Galaktyki, gwiazdy, życie. Fizyka Wszechświata
- Jan Mietelski, Astronomia dla geografów
- Janusz Kreiner, Astronomia z astrofizyką
- Eugeniusz Rybka, Astronomia ogólna
- inne:
P. G. Kulikowski, Poradnik miłośnika astronomii; A. Branicki, Na własne oczy; J. Dobrzycki i J. Włodarczyk, Historia naturalna gwiazdozbiorów;
Marcin Kubiak, Gwiazdy i materia międzygwiazdowa; Ludwig Oster, Astronomia współczesna; E. Pittich i D. Kalmanczok, Niebo na dłoni
- Astronomy (pdf),
informacje o książce
- inne w j.ang.:
D. L. Moche, Astronomy: A Self-Teaching Guide; T. Dickinson, NightWatch - A Practical Guide to Viewing the Universe;
Ch. McMillan, Astronomy - A Begineer's Guide to the Universe; A. E. Roy i D. Clarke, Astronomy. Priciples and Practice
czasopisma, filmy