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. Verranno inoltre descritte 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 scritta della durata di 90 minuti.

Essa consiste nella presentazione di 12 quesiti che prevedono una breve risposta aperta. Ogni quesito sarà valutato da 0 a 3 punti secondo la completezza e la precisione della risposta fornita. Il voto finale sarà espresso in 30/esimi e i punteggi eccedenti 32 verranno convertiti in 30 e lode.

Gli studenti possono avvalersi della calcolatrice scientifica per eseguire alcuni semplici calcoli che potranno essere proposti.
L'uso dell'IA è vietato. Ogni utilizzo costituisce violazione dell'integrità accademica.

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 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