Uniwersytet Jagielloński w Krakowie - Punkt LogowaniaNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Radioastronomia 1

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: OA.R1 Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (0533) Fizyka
Nazwa przedmiotu: Radioastronomia 1
Jednostka: Instytut - Obserwatorium Astronomiczne
Grupy: Przedmioty dla III roku, studia pierwszego stopnia, semestr zimowy
Przedmioty dla programu WFAI-0008-1SO
Punkty ECTS i inne: 0 LUB 4.00 LUB 5.00 (w zależności od programu)
zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: polski

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2020/2021" (zakończony)

Okres: 2020-10-01 - 2021-01-28
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Marek Jamrozy
Prowadzący grup: Marek Jamrozy, Błażej Nikiel-Wroczyński, Urszula Pajdosz-Śmierciak, Marek Weżgowiec
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Ocena wliczana do średniej:

tak

Cele kształcenia:

Celem zajęć jest przypomnienie/uporządkowanie podstawowych pojęć i zagadnień z astrofizyki ogólnej w zakresie fal radiowych oraz podstaw elektroniki. Następnie słuchacze powinni poznać szczegóły metod badawczych stosowanych w radioastronomii oraz charakterystyczne parametry fizyczne dla różnych obiektów astronomicznych uzyskane dzięki badaniom w zakresie radiowym widma EM.

Efekty kształcenia:

Wiedza

Student ma podstawową wiedzę z zakresu radioastronomii (K_W09). Zna historię odkryć radioastronomicznych. Umie opisać promieniowanie radiowe i jego polaryzację. Potrafi przedstawić zastosowania obserwacji spektralnych wodoru neutralnego. Zna zasady budowy anten radioteleskopów, odbiorników radiowych mocy całkowitej, spektrometrów i polarymetrów. Zna zasady prowadzenia obserwacji i redukcji danych z pojedynczych radioteleskopów. Potrafi przedstawić zasady interferometrii radiowej i syntezy apertury. Umie podać zalety i wady pojedynczych anten radiowych i systemów interferometrycznych.


Umiejętności:

Potrafi samodzielnie przygotować, zaplanować oraz przeprowadzić obserwacje radioastronomiczne emisji ciągłej oraz spektroskopowe.

Umie kalibrować sygnał radiowy.

Potrafi dokonać redukcji (opracowania) danych obserwacyjnych, ocenić ich jakość, zastosować ilościowe metody statystyki matematycznej.

Umie interpretować dane radioastronomiczne wykorzystując posiadaną wiedzę.


Kompetencje społeczne:

Student potrafi samodzielnie wyszukiwać potrzebne informacje.

Postępuje etycznie podczas zajęć.

Wymagania wstępne:

Znajomość podstaw fizyki i astronomii ogólnej oraz aparatu matematycznego przewidywanego tokiem studiów I stopnia w zakresie nauk ścisłych.

Forma i warunki zaliczenia:

Warunkiem zaliczenia modułu jest obecność na zajęciach, wykonanie ćwiczeń obserwacyjnych, zdanie egzaminu ustnego.


Do zaliczenia na ocenę dostateczną wymagane jest:

a/ osiągnięcie wiedzy i umiejętności w wysokości 50% całego zasobu wiedzy i umiejętności

b/ wykazanie w 60% zakładanych kompetencji personalnych i społecznych

Na ocenę 4 i 5 student ma wiedzę, umiejętności i kompetencje na poziomie co najmniej 70% i 90% (odpowiednio).

Metody sprawdzania i kryteria oceny efektów kształcenia uzyskanych przez studentów:

Oceny za ćwiczenia i końcowy egzamin ustny obejmujący swoim zakresem materiał przedstawiony w trakcie zajęć, skonstruowany tak, by sprawdzić przewidziane dla przedmiotu efekty kształcenia.


Kryteria oceny podawane na początku zajęć.


Skala ocen zgodna z Regulaminem Studiów UJ.


Egzamin ustny przeprowadzony zdalnie za pomocą platformy TEAMS.

Terminy egzaminów i zaliczeń:

Termin egzminu ustnego 9 luty 2021.


Termin egzaminu ustnego poprawkowego 18 luty 2021.

Metody dydaktyczne - słownik:

E-learning
Metody podające - prezentacja multimedialna
Metody praktyczne - ćwiczenia laboratoryjne
Metody praktyczne - pokaz
Metody problemowe - wykład problemowy

Metody dydaktyczne:

Wykład problemowy.

Metody praktyczne - pokaz.

Ćwiczenia laboratoryjne.

Bilans punktów ECTS:

Bilans 4 punktów ECTS:


wykład 30 godz.

ćwiczenia 30 godz.

przygotowywanie sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych 40 godz.

przygotowanie do egzaminu 19 godz.

uczestnictwo w egzaminie 1 godz.

Skrócony opis:

Historia badań radioastronomicznych, procesy fizyczne prowadzące do emisji radiowej ciągłej i w liniach widmowych, polaryzacja promieniowania, równanie transferu promieniowania, budowa anten, odbiorników radiowych mocy całkowitej, spektrometrów i polarymetrów, interferometria radiowa, synteza apertury.

Pełny opis:

Plan wykładów:

1. Historia radioastronomii i początki radioastronomii w Polsce (z uwzględnieniem OAUJ w Krakowie).

2. Wstęp ogólny: zakresy fal radiowych; zależność Plancka; prawo przesunięc Wiena; przybliżenie dla fal radiowych – wzór Rayleigha-Jeansa.

3. Podstawowe pojęcia i wielkości: jasność promieniowania EM; strumień i moc promieniowania; charakterystyka kierunkowa promieniowania anteny; kąt bryłowy anteny, kąt bryłowy listka gł. charakterystyki anteny; współczynnik wykorzystania powierzchni anteny i współczynnik wykorzystania wiązki anteny; temperatura jasnościowa promieniowania; temperatura antenowa; obserwowany strumień promieniowania, splot, funkcja korelacyjna i konwolucyjna; dekonwolucja (rozplatanie); podstawowe związki.

4. Emisja i absorpcja promieniowania: emisja fal EM; absorpcja promieniowania; emisja promieniowania z absorpcją wewnętrzną; promieniowanie zewnętrzne z wewnętrzną emisją i absorpcją promieniowania.

5. Polaryzacja: elipsa polaryzacji; polaryzacja częściowa; parametry Stokesa; stopień polaryzacji; pomiary polaryzacji.

6. Wpływ atmosfery ziemskiej na odbiór fal radiowych: refrakcja; ekstynkcja; scyntylacje.

7. Anteny do detekcji fal radiowych i ich charakterystyki: dipol Hertza; anteny typu Yagi-Uda; podstawowe typy anten stosowanych w radioastronomii; przyklady.

8. Zdolność rozdzielcza anteny i czułość radioteleskopu. Zakres pracy radiometru.

9. Odbiorniki radioastronomiczne: heterodynowy „total-power” - jednokanałowy, wielokanałowy; przełączane typu Dicke'a i Grahama; odbiorniki interferometrów - addytywne, korelacyjne, z przełączaniem faz. Kalibracja odbiorników.

10. Sposoby prowadzenia obserwacji radioastronomicznych: pomiar współrzędnych na niebie i całkowitego strumienia źródła dyskretnego anteną z pojedynczą i z podwójną wiązką.

11. Teoria interferometru: źródła punktowe; funkcja korelacyjna i strumień obserwowany; siatka 2 anten; interferometr z przełączaną fazą; prosty interferometr addytywny; teoria siatki n-źródeł punktowych; przykłady interferometrów.

12. Promieniowanie ciągłej apertury: natężenie pola elektrycznego ciagłej apertury; transformacja Fouriera między rozkładem pola na aperturze a natężeniem pola w dalekiej zonie; przykłady rozkładów pola; własności funkcji E(φ).

13. Synteza apertury: zasady syntezy; zalety i wady syntezy apertury; podstawowe związki; mierzona moc a rozkład jasności; syntetyzowana wiązka układu anten; procedura obserwacji metodą syntezy; metody odtwarzania rozkładu jasności.

14. Obrazowanie radioźródeł: podstawowe składniki mapy radiowej.

15. Promieniowanie wodoru neutralnego: struktura nadsubtelna atomu wodoru; efekt Dopplera; odkrycie emisji wodoru; rotacja i krzywa rotacji Galaktyki; zastosowanie pomiarów HI do badania dynamiki innych galaktyk.

Literatura:

Notatki (skrypt) wykładowcy (dostępne na PEGAZie http://pegaz.uj.edu.pl/)

J. D. Kraus, Radio Astronomy

K. Rohlfs T.L. Wilson, Tools of Radio Astronomy

B. F. Burke, An Introduction to Radio Astronomy

Kurs radioastronomii NRAO:

ESSENTIAL RADIO ASTRONOMY J. J. Condon and S. M. Ransom

https://science.nrao.edu/opportunities/courses/era/

Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Jagielloński w Krakowie.