2020年度 天体物理学   Astrophysics

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開講元
物理学コース
担当教員名
堂谷 忠靖 
授業形態
講義
メディア利用
Zoom
曜日・時限(講義室)
月7-8(Zoom)  
クラス
-
科目コード
PHY.F432
単位数
1
開講年度
2020年度
開講クォーター
3Q
シラバス更新日
2020年9月18日
講義資料更新日
-
使用言語
英語
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講義の概要とねらい

本講義では、宇宙の様々な高エネルギー現象を取り上げ、その現象を支配する物理過程および放射機構について講義する。近年の宇宙観測の発展、とくにX線およびガンマ線観測の発展により、高エネルギー現象の理解は飛躍的に進んできている。様々な高エネルギー現象について、最新の観測成果と関連づけて講義する。また、現象の理解に必要な放射過程の基礎についても合わせて講義する。
これまでに学習した、力学、電磁気学、熱・統計力学、量子力学などの知識を活用し、最新の観測によって得られた宇宙高エネルギー現象を物理の観点から説明できるようになるのが、本講義のねらいである。

到達目標

本講義を履修することにより、次の能力を習得する。
1) 宇宙における高エネルギー現象の背後にある物理について説明できる。
2) 最新の観測により明らかになった高エネルギー現象を説明できる。
3) 宇宙での放射過程として重要な、黒体放射、レーリー散乱、光電吸収などの特徴について説明できる。

キーワード

宇宙、天体物理学、天体、天文、観測

学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)

専門力 教養力 コミュニケーション力 展開力(探究力又は設定力) 展開力(実践力又は解決力)
物理の基礎的な知識を応用し、宇宙で起きている様々な現象を理解できる専門力。

授業の進め方

講義は、スライドを用いた最新の観測成果の解説と、板書による現象説明を併用して進める。使用するスライドは基本的に英語で作成する(部分的に和訳を含む)。講義は原則英語で進めるが、適宜日本語も併用する。

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 観測的宇宙物理学の基礎 宇宙の階層構造、宇宙の記述に使われる単位系、天文学の基礎用語が説明できる
第2回 太陽風 太陽風の特徴をラバルノズルとの対比で説明できる
第3回 縮退星の構造 縮退した星の質量と半径の特徴的な関係を説明できる
第4回 放射過程の基礎 黒体放射、レーリー散乱、光電吸収について説明できる。
第5回 降着円盤 降着円盤の放射機構とスペクトルの特徴が説明できる
第6回 衝撃波の基礎 衝撃波面での物理量の変化を説明できる
第7回 超新星残骸 超新星残骸の進化(温度、密度、速度の時間変化)を説明できる。

授業時間外学修(予習・復習等)

学修効果を上げるため,教科書や配布資料等の該当箇所を参照し,「毎授業」授業内容に関する予習と復習(課題含む)をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

特になし

参考書、講義資料等

・坂下 志郎、池内 了、「宇宙流体力学」、培風館
・岡村 定矩 他編、「シリーズ現代の天文学(全17巻)」、日本評論社 (特に8、12、17巻)
・G.B. Rybicki & A.P. Lightman "Radiative Process in Astrophysics" (John Wiley & Sons, NY)

成績評価の基準及び方法

レポート課題で到達目標の達成度を評価する。基準は当学院の通常の基準に従う。

関連する科目

  • LAS.P101 : 力学基礎1
  • PHY.E205 : 電磁気学
  • EPS.B330 : 流体力学(地惑)
  • PHY.S209 : 熱力学(物理)
  • PHY.S301 : 統計力学
  • PHY.F352 : 宇宙物理学
  • PHY.Q207 : 量子力学入門

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

特に定めないが、関連する科目を履修していることが望ましい。

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