B2137 - ASTROCHIMICA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente sarà in grado di: * prevedere, sulla base delle condizioni fisiche dei differenti ambienti astronomici, i processi di formazione e di distruzione molecolare che si possono instaurare e la loro cinetica; * prevedere, sulla base di diagrammi di energia, l'osservabilità spettroscopica di molecole semplici, sia specie neutre che ioni, presenti nel mezzo interstellare. *interpretare alcune semplici osservazioni millimetriche ed ottenere le informazioni di abbondanza molecolare e eccitazione termica.

Contenuti

Il mezzo interstellare (ISM)

• Costituenti, struttura, evoluzione.
• Ruolo delle molecole.

Struttura Molecolare

• Teoria elementare del legame chimico
• Molecole biatomiche, termini spettrali
• Cenni sulle molecole poliatomiche

Spettroscopia molecolare

• Interazione radiazione-materia. Probabilità di transizione e regole di selezione.
• Spettroscopia rotazionale: spettri di molecole lineari e simmetriche; cenni sulle molecole asimmetriche.
• Spettroscopia vibrazionale: oscillatore armonico ed anarmonico, spettro vibro-rotazionale, spettri di molecole poliatomiche.

Astronomica millimetrica

• Introduzione, definizione della grandezze radiometriche
• Emissione di continuo, determinazioni di masse e densità di colonna di polvere interstellare.
• Emssione di righe, determinazioni di densità di colonna molecolari, popolazione degli stati, funzioni di partizione.
• Processi collisionali, temperatura di eccitazione, densità critica.
• Problema dell'opacità, metodo del diagramma rotazionale.
• Applicazioni: uso delle molecole in astrofisica.

Chimica interstellare

• Idrogeno molecolare: formazione e distruzione nell'ISM.
• La formazione per via chimica delle molecole interstellari.
• Le molecole nella nostra galassia: in nubi diffuse e oscure, in zone di formazione stellare, in prossimità delle stelle.
• Frazionamente isotopico.

Testi/Bibliografia

• Appunti di lezione.
• J. M. Brown, Molecular Spectroscopy, Oxford University Press, 1998.
• T.W. Hartquist & D.A. Williams, The Chemically Controlled Cosmos, Cambridge University Press, 1995.
• D.A. Williams & T.W. Hartquist, The Cosmic-Chemical Bond, RSC Publishing, 2013.
• D.A. Williams & S. Viti, Observational Molecular Astronomy, Cambridge University Press, 2013.
  
• C. Vallance, Astrochemistry, World Scientific, 2016.
• S. Yamamoto, Introduction to Astrochemistry, Springer, 2017.
• T. Wilson, K. Rohlfs, S. Hüttermeister, Tools of Radio Astronomy, Springer, 2013.

Metodi didattici

Il corso è strutturato in lezioni frontali in aula con presentazione degli aspetti teorici degli argomenti trattati, a cui si aggiunge l'esposizione di alcune applicazioni tratte dalla ricerca reale.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento avviene attraverso il solo esame finale. Esso accerta l'acquisizione delle conoscenze e delle abilità attese tramite lo svolgimento di una prova orale, la quale consiste nella presentazione di un argomento a scelta e nella risposta a quesiti relativi ad argomenti trattati durante il corso.

La prova orale è valutata con un punteggio in 30-esimi. Questo punteggio è stabilito in base ai criteri seguenti:

- se la preparazione è limitata solo all'argomento scelto dallo studente e la capacità di fare collegamenti con altri
temi rilevanti del programma del corso emerge solo con l'aiuto del docente, allora il voto sarà compreso nell'intervallo 18-22;

- se la preparazione, oltre che sul tema a scelta, è su un numero ampio di argomenti affrontati nel corso ma la capacità di fare
collegamenti e analisi si rivela autonoma solo in modo limitato, allora il voto sarà compreso nell'intervallo 23-26;

- se la preparazione è soddisfacente sulla totalità degli argomenti affrontati nel corso, dimostrando buona autonomia
di analisi critica e buona padronanza della terminologia specifica, allora il voto sarà compreso nell'intervallo 26-30;

- se la preparazione è completa e si dimostra ottima capacità di svolgere in autonomia analisi critica e di collegamento
tra i vari argomenti trattati nel corso, con piena padronanza della terminologia e capacità di argomentazione, allora il
voto sarà di 30 e lode.

Studenti e studentesse con DSA o disabilità temporanee o permanenti: si raccomanda di contattare per tempo l’ufficio di Ateneo responsabile (https://site.unibo.it/studenti-con-disabilita-e-dsa/it ): sarà sua cura proporre agli interessati eventuali adattamenti, che dovranno comunque essere sottoposti, con un anticipo di 15 giorni, all’approvazione del/della docente, che ne valuterà l'opportunità anche in relazione agli obiettivi formativi dell'insegnamento.

 

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore, calcolatore portatile, lavagna.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Luca Bizzocchi