Astronomisches Praktikum / Astronomy Lab

Kompaktkurs am Ende der Vorlesungszeit 
(vorauss: Ende Juli / Anfang August)
Vorbesprechung: tba

Wo: Observatorium Schauinsland

Theoretical Astrophysics: Physics of Sun and Stars

New: The course is starting on Tuesday, 16/04! 

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This course will cover the physical concepts of stellar structure - going from the core where the energy is generated, to the outermost layers (atmospheres) where that same energy is being radiated away and ultimately captured by our telescopes. We will also study the Sun, as a special case of star that can be observed with a very high spatial and temporal resolution and thus help us understand how stars in general function. 

Format: 2 hours of lectures + 2 hours of exercises 

ETCS points: 5 

Lectures: Tue 14-16 Seminar Room II/III 

Exercises: Fr 16-18 Seminar Room II/III or via Zoom (when needed or when we are working on computational topics) 

Recommended literature: 

Dina Prialnik, An Introduction to the Theory of Stellar Structure and Evolution, 2009, Cambridge University Press 

Michael Stix, The Sun: an Introduction, 2002, Springer

Thermodynamik mit astrophysikalischen Anwendungen

Zeit: Mo 14-16, Mi 12-14, 3 st.
Ort: SR II/III
Übungen: Do oder Fr 12-14, SR II/III
7 ECTS
Beginn: Mo 06.05.2024
Vorlesungs-Programm (pdf) 

Programm:

Die Thermodynamik gehört zu den Grundlagen der Physik, aber die klassische Thermodynamik empfinden viele als altmodisch und ist damit nicht gerade ein attraktives Thema für viele Physikstudenten. In meiner Vorlesung werde ich versuchen, das Fach interessanter darzustellen als in den meisten Thermodynamik-Büchern. Ich werde die Grundlagen der Thermodynamik anhand von Beispielen aus der stellaren Astrophysik veranschaulichen, anstatt anhand von langweiligen Experimenten im Chemielabor. 
 

Teil I. Grundkonzepte und Grundgleichungen der Thermodynamik

1. Einführung
2. Erster und zweiter Hauptsätze für homogene Prozesse
3. Thermodynamische Potentiale und "Zustandsgleichungen"
4. Spezifische Wärmen und andere Materialkoeffizienten
5. Konstitutive Beziehungen (I): Ideale Gase
6. Konstitutive Beziehungen (II): Schwarzkörperstrahlung und Mischung aus idealem Gas und Schwarzkörperstrahlung
7. Schallwellen in einem homogenen Fluid. Stabilitätsbedingungen.
8. Phasenübergänge. Das chemische Potential. Die Clausius-Clapeyron-Gleichung. Die Gibb'sche Phasenregel.
    

Teil II. Anwendungen

1. Anwendungen der Thermodynamik zur Atmosphäre
2. Thermodynamik selbstgravitierender Massen (I): Hydrostatik und eine Einführung in den Sternaufbau
3. Thermodynamik selbstgravitierender Massen (II): Eine Einführung in den Gravitationskollaps und die Sternentstehung

Anhang: Ein Überblick in die Kontinuumsthermomechanik.

Vorkenntnisse:

Gute Vorkenntnisse in Differential- und Integralrechnung (z.B. Gauß'scher Integralsatz) sind erforderlich für Teil II. Es wird von der Legendre-Transformation Gebrauch gemacht, die in der klassischen Mechanik vorkommt (z.B. in der Verbindung zwischen der Hamilton'schen und der Lagrange'schen Darstellungen der Mechanik); sie ist unentbehrlich, um die thermodynamischen Potentiale zu verstehen. Die Studenten sollten mindestens eine Vorlesung in klassischer Mechanik gehört haben (Theoretische Physik I).

Einführung in die Astrophysik

Zeit und Ort: Vorlesungen Mi 10-13 [Ort: HS II Physik Hochhaus]
Übungen dazu: Vorraussichtlich Mo 16-18 [Ort: N.N.]
7 CP, in Deutsch
Niveau: Bachelor-Studierende
Beginn: 18. Oktober

Vorlesungsinhalt