课程编号: 031M2002H |
课时: 42 |
学分: 2.0 |
课程属性: 一级学科普及课 |
主讲教师:邓李才等 |
英文名称: Stellar Physics Ⅱ:Stellar Structure and Evolution |
教学目的、要求
课程总体设计:希望通过课程学习,让学生系统地了解恒星的观测现象及其理论解释。从而认识恒星演化的基本规律,并作为研究天体物理其它层次对象物理过程的基础。课程在系统性和专业性上进行选择,以满足在不同研究方向或课题对恒星知识的基本需求。
预修课程
所有学生要求预修《现代天体物理》,非天文本科毕业生要求同时预修《高等天文学》。
教 材
本课程是天体物理重要基础内容,国内外优秀著述繁多,讲课组无意编撰正式出版物。授课英文教材使用O. R. Pols的讲义《Stellar Structure and Evolution》,中文教材建议使用黄润乾著《恒星物理》第2版(中国科学技术出版社,2012年)。
主要内容
第1周(3学时,邓李才讲授):引言+观测(Introduction + Observational aspects)
第2周(3学时,Stephen Justham 讲授):近似+时标;动量守恒+流体静力学平衡;局部热动平衡;简单物态方程 (Approximations + Thermal timescale; Conservation of momentum + HE.; LTE; Simple EOS)
第3周(3学时,邓李才讲授):恒星主序和主序后演化综述;恒星形成;星团;萨哈方程和压致电离 (Broad overview of MS and post-MS structure and evolution; star formation; Clusters; Saha equation & pressure ionisation)
第4周(3学时,Stephen Justham 讲授): 物态方程;维里定理;热力学时标;热力学平衡 (EOS including gammas; Virial Theorem; Thermal timescale from VT; Thermal balance)
第5周(3学时,Stephen Justham 讲授):能量方程;简单光子扩散;辐射能量传输;不透明度 (dl/dt equation + energy balance; Simple photon diffusion; Radiative energy transport; O)
第6周(3学时,邓李才讲授):对流稳定性;对流能量传输和结构 (Convective stability; Convective energy transport & structure)
第7周(3学时,Stephen Justham 讲授):恒星能量来源;伽莫夫峰 (Stellar energy sources; The Gamow peak)
第8周(3学时,Stephen Justham 讲授):pp链+CNO反应;M-L关系 (The pp-chain + CNO cycle; M-L relations)
第9周(3学时,Stephen Justham 讲授):恒星主序和一些主序后演化细节;小质量和大质量恒星的不同 (Details of MS and some post-MS evolution; Differences between low-mass and high-mass stars)
第10周(3学时,Stephen Justham 讲授):边界条件和对流;主序后演化;渐近巨星支和核合成 (Boundary conditions & convection; More post-MS stellar evolution; AGB & nucleosynthesis)
第11周(3学时,Stephen Justham 讲授):大质量恒星,双星和核塌缩超新星;遗迹;白矮星和钱德拉塞卡质量及Ia型超新星 (Massive stars, binarity and core-collapse supernovae; Remnants; WDs & the Chandrasekhar mass & SN Ia)
第12周(3学时,邓李才讲授):脉动变星;星震学简介;恒星物理中未解决的问题 (Pulsating variables; Introduction to asteroseismology; Open questions in stellar evolution)
第13周(4学时,邓李才和Stephen Justham讲授):课程回顾+答疑 (Review + Q&A)
教学手段与方法:
课程总数40学时,按13次,每次3个学时,开学后预修课程2周之后安排每周一次。最后一次课程进行回顾和答疑,安排4小时。教学以课堂讲授、课外阅读文献、计算练习作业、专门研讨课时师生互动等方式进行。
考核方式:
考核方式以结业考试、平时互动参与、课外习题为指标综合评价。结业考试采取课堂开卷方式进行,时间3小时。卷面成绩在课程成绩占比70%。互动过程的评价包括课堂提问讨论、研讨环节参与度等方面的评价,由授课老师按优、良、中、差定性评价,最终进行量化,占比20%。平时课外作业直接打分,占比10%
参考文献
1. Stellar Structure and Evolution, Second Edition, Rudolf Kippenhahn, Alfred Weigert, & Achim Weiss, Springer, 2012
2. Stellar Structure and Evolution, O. R. Pols, 2011
3. 恒星物理(第2版),黄润乾,中国科学技术出版社,2012年