fizyka układów planetarnych
(wykład)
zagadnienia omówione na wykładzie:
- część 1: świat układów planetarnych
- Układ Słoneczny (planetarny) - definicja planety
- Układ Słoneczny - przegląd obiektów
- granice Układu Słonecznego
- podstawowe właściwości obiektów w Układzie Słonecznym i przegląd
technik obserwacyjnych umożliwjających ich wyznaczenie
- Słońce - podstawowe informacje
- część 2: energia i jej przenoszenie
- temperatura i energia termiczna
- równowaga energetyczna, albedo, temperatura efektywna i równowagowa
- przenoszenie energii: przewodnictwo cieplne, konwekcja, promieniowanie
- efekt cieplarniany
- część 3: dynamika układu planetarnego
- prawa Keplera, prawa dynamiki i grawitacji Newtona
- zagadnienie dwóch ciał: ruch barycentrum, równanie ruchu względnego
- zagadnienie dwóch ciał: ruch barycentrum, równanie ruchu względnego, całka momentu pędu i energii, równanie orbity, krzywe stożkowe,
wyprowadzenie praw Keplera, anomalia średnia, mimośrodowa i prawdziwa, równanie Keplera i jego rozwiązanie
- zagadnienie dwóch ciał: wyznaczanie parametrów orbity z wektora położenia i prędkości ciała, wyznaczanie położenia i prędkości ciała
dla dowolnego czasu przy zadanych parametrach orbity
- parametry orbity
- wyznaczenie efemerydy, wyznaczanie orbity z obserwacji
- siła pływowa - wyznaczanie i skutki działania: deformacja pływowa, grzanie pływowe, wzbudzanie trzęsień, pływy morskie, wymiana
momentu pędu w ruchu obiegowym i obrotowym, rotacja synchroniczna
- granica stabilności Rochea i jej skutki
- część 4: budowa wewnętrzna obiektów Układu Słonecznego
- typy materiałów budujących obiekty: plazma, gaz, lód, skała, metal
- modele wnętrz: równowaga hydrostatyczna, diagramy fazowe, równanie stanu, pole grawitacyjne i rotacja
- źródła wewnętrznej energii cieplnej (energia grawitacyjna, rozpad promieniotwórczy, pływy) i jej utrata
- podstawy sejsmologii, budowa wewnętrzna Ziemi i Księżyca
- budowa wewnętrzna planet skalistych i gazowych oraz największych księżyców
- część 5: powierzchnie obiektów Układu Słonecznego
- mineralogia - podstawowe inforamcje o minerałach
- petrologia - główne typy skał: pierwotne, magmowe, metamorficzne, osadowe i brekcje
- procesy endogeniczne (grawiacja, rotacja, ruchy tektoniczne, wulkanizm) i struktury powierzchniowe z nimi związane
- procesy egzogeniczne - atmosfera (pocesy fluwialne i eolityczne, wietrzenie) i struktury powierzchniowe z nimi związane
- procesy egzogeniczne - tworzenie kraterów uderzeniowych (typy kraterów i ich powstawanie)
- powierzchnie wybranych planet i księżyców Układu Słonecznego
- część 6: atmosfery obiektów Układu Słonecznego
- podstawowe charakterystyki atmosfery - ciśnieniowa skala wysokości, struktura termiczna i skład chemiczny
- formowanie się chmur
- globalne ruchy atmosfery napędzane energią słoneczną - cyrkulacja Hadley´a, pływy termiczne, przepływy kondensacyjne
- jonosfera
- zjawiska atmosferyczne: poświata atmosfery, zorza polarna
- astronomiczne (zewntrzne) i planetarne (wewnętrzne) czynniki sterujące klimatem
- pochodzenie atmosfer: atmosfery pierwotne i wtórne
- termiczne mechanizmy utraty atmosfer: ucieczka termiczna (Jeansa), ucieczka hydrodynamiczna
- nietermiczne mechanizmy utraty atmosfer: erozja zderzeniowa, wymiana ładunku, wiatr polarny, ucieczka dysocjacyjna, rozpryskiwanie
- atmosfery wybranych planet i księżyców Układu Słonecznego
- część 7: plazma i pola magnetyczne w Układzie Słonecznym
- wiatr słoneczny i międzyplanetarne pole magnetyczne (pochodzenie, cechy, propagacja)
- oddziaływanie wiatru słonecznego z ciałami Układu Słonecznego: obiekty bez własnego pola magnetycznego
- oddziaływanie wiatru słonecznego z ciałami Układu Słonecznego: obiekty z własnym polem magnetycznym
- ruch cząstek w pasach radiacyjnych
- źródła i utrata cząstek magnetosferycznych
- magnetosfery ciał w Układzie Słonecznym
- część 8: małe ciała Układu Słonecznego, pierścienie, pył międzyplanetarny
- meteoroidy (klasyfikacja i budowa, przejście przez atmosferę, informacje zawarte w meteoroidach)
- bliskie planetoidy i ich klasyfikacja - planetoidy bliskie Ziemi, główny pas planetoid, planetoidy trojańskie Jowisza i planet wewnętrznych
- dalekie planetoidy i ich klasyfikacja - centaury, klasyczne/rezonacyjne obiekty pasa Kuipera, obiekty dysku rozproszonego,
dalekie obiekty odłączone, obiekty obłoku Oorta
- pył międzyplanetarny
- komety (budowa, aktywność)
- część 9: pozasłoneczne układy planetarne
- ogólna definicja planety
- metody wykrywania planet: chronometraż pulsarów/układów podwójnych, metoda prędkości radialnych, astrometria, metoda tranzytu i
chronometrażu tranzytu, mikrosoczewkowanie grawitacyjne, obrazowanie, metoda dysków planetarnych
- statystyczne cechy znanych egzoplanet i ich gwiazd macierzystych
- planety a życie
- część 10: powstawanie układów planetarnych
Wymagania odnośnie prezentacji:
- prezentacja musi mieć formę popularnonaukową dla astronomów i zawierać aktualną wiedzę w temacie popartą wiarygodnymi źródłami
(należy korzystać z innych źródeł niż wikipedia)
- zawartość prezentacji ma być zgodna z wybranym tematem i jego zakresem opisanym w poniższej liście
- przy ocenie prezentacji oprócz treści w niej zawartej oceniana będzie również strona graficzna prezentacji i sposób mówienia
- prezentacja powinna zawierać wstęp (wprowadzenie do tematu), rozwinięcie, podsumowanie (wnioski)
- prezentację można przygotować w dowolnym programie do tego celu (PowerPoint, OpenOffice Impress, ...)
- w razie wątpliwości odnośnie zawartości prezantacji i doboru źródeł informacji, proszę pytać na zajęciach lub emejlowo
- czas trwania prezentacji: 25-30 min.
Lista tematów
- Generacja (model dynama) i zmienność pola magetycznego Ziemi w czasie (przebiegunowania, przyczyny, przebieg, skutki dla środowiska, skąd wiemy o przeszłych przebiegunowaniach)
- Pierścienie planetarne - powstanie, ewolucja, struktura, budowa; znaczenie badania pierścieni dla zrozumienia innych procesów astronomicznych (koniecznie z uwzględnieniem wyników badań pierścienia Saturna)
- Powstanie Księżyca (hipotezy, modele, weryfikacja obserwacyjna)
- Klimat Marsa (zmiany klimatu marsjańskiego i przyczyny, cykle Milankovicia dla Marsa)
- Efekty niegrawitacyjne w ruchu małych ciał w Układzie Słonecznym: ciśnienie promieniowania (radiation pressure), efekt Poyntinga-Robertsona (Poynting<96>Robertson effect),
efekt Jarkowskiego (Yarkovsky effect), efekt YORP (YORP effect), opór wiatru słonecznego (solar wind drag / corpuscular drag)
Jak przygotować dobrą prezentację i dobrze ją przedstawić?
Powyższe poradniki odnoszą się głównie do prezantacji naukowych, jednak wiele uwag tam zawartych stosuje się również do prezantacji popularnonaukowych.
