67100 - PROCESSI DI RADIAZIONE E MHD

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente acquisisce le conoscenze di fisica fondamentale relativa ai meccanismi che originano i fotoni nei vari corpi celesti e che giungono all'osservatore sulla Terra. Inoltre comprende le generalità relative alle condizioni della materia nello spazio interstellare e intergalattico. In particolare, lo studente è in grado di interpretare la distribuzione spettrale della radiazione emessa dalle varie categorie di corpi celesti, e da questa sapere riconoscere i contributi dei vari meccanismi di emissione alle diverse lunghezze d'onda.

Contenuti

Richiami di fluidostatica. Fondamenti di fluido-dinamica: Equazioni di Eulero, di Navier-Stokes, di Bernouilli. Onde sonore; onde d'urto. - Elementi di Magneto-idrodinamica (MHD): forze magnetiche, campi magnetici congelati nella materia, onde di Alfven, origine dei campi magnetici astrofisici - Trasporto della radiazione in Astrofisica. - Processi di emissione nel continuo. Il corpo nero e la Planckiana. Proprieta'. Stelle come corpi neri. Il colore delle stelle e diagramma H-R. Bremsstrahlung termica e relativistica, Radiazione di Ciclotrone e di Sincrotrone. Interazioni fotoni-elettroni e radiazione da Effetto Thomson, Compton e Compton Inverso. Effetto Sunyaev-Zeldovich. Propagazione di onde elettromagnetiche nei plasmi; misura di dispersione; rotazione di Faraday. Accelerazione di particelle in Astrofisica (meccanismo di Fermi): stocastica e sistematica. - I raggi cosmici: proprieta' generali, composizione, origine. - Il mezzo interstellare. Il ruolo della polvere - Emissione di righe da parte del Mezzo Interstellare: Coefficienti di Einstein, Termodinamica del Mezzo Interstellare: leggi statistiche ed equilibrio termodinamico, Equilibrio Statistico Dettagliato, Coefficienti di eccitazione Collisionale, popolazione dei livelli energetici in condizioni interstellari. Emissione ed assorbimento di righe da Atomi e Molecole (HI, CO, CN). Determinazione della temperatura e della densita' dallo studio delle righe. =
Durante lo svolgimento del programma, verranno proposti alcuni esercizi di astrofisica di base, utili al superamento del test di ammissione alla prova orale.

Testi/Bibliografia

M. Vietri: "Astrofisica delle alte energie" (Italian) Bollati Boringhieri - M.S. Longair: "High energy Astrophysics" - Cambridge University Press (English) - W. Tucker: "Radiation Processes in Astrophysics" - MIT Press (English) -  Rybicki & Lightman "Radiative processes in astrophysics"  - Wiley (English) - C. Clarke & Carswell "Principles of  Astrophysical Fluid Dynamics", Cambridge University Press (English)

Ulteriore materiale verra' indicato durante le lezioni.

Metodi didattici

Lezioni frontali nelle quali di discutera' come da semplici misure astronomiche e'  possibile derivare informazione sulla fisica fondamentale e sulla termodinamica del gas. Un certo numero di esempi astrofisici verra' discusso per apprezzare il ruolo delle conoscenze dei processi fisici di base illustrati nel corso.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

E' prevista una prova scritta della durata di 90 minuti durante i quali potranno essere consultati libri o appunti. Tale prova consta di 4 esercizi, di cui almeno 2 proposti come quesito aperto. La prova consente l'ammissione (le valutazioni possibili sono: ammesso, ammesso con riserva, non ammesso) successivo esame orale che definira' la valutazione finale. 

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore ( da PC portatile - copia pdf del materiale proiettato e' disponibile per gli studenti sul sito web del corso), con utilizzo anche della lavagna a supporto. Esercizi svolti alla lavagna

Link ad altre eventuali informazioni

http://www.ira.inaf.it/~ddallaca/P-RAD.html

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Daniele Dallacasa