This comprehensive lecture offers introduction to the basic parts of astronomy and astrophysics on a level of
practical information, theoretical studies are left to the more advanced lectures, e.g. Celestial Mechanics, Cosmic
Plasma Physics, Relativistic Physics etc.
M. Šolc and J.Ďurech are responsible for the part devoted to ephemeris astronomy and astrometry, M. Wolf and P.
Harmanec for second part about observational techniques, methods and instruments, followed by characteristics
of objects in the Universe. Teachers responsible for excercises and practicum are J. Ďurech and P. Zasche.
Last update: T_AUUK (20.02.2013)
Tato obsáhlá přednáška s cvičením poskytuje úvod k základním partiím astronomie a astrofyziky, a to na úrovni
praktických informací, zatímco teoretická studia jsou přenechána pokročilejším přednáškám, jako jsou např.
Nebeská mechanika, Kosmická elektrodynamika, Relativistická fyzika atd. Na přednášce se podílejí přednášející
M. Šolc a J.Ďurech (část efemeridové astronomie a astrometrie), M. Wolf a P. Zasche (část věnovaná přístrojům
a metodám pozorování a popisu objektů ve vesmíru). Cvičení má zčásti charakter praktika a vedou jej J. Ďurech a
P. Zasche.
Aim of the course -
Last update: T_AUUK (17.05.2012)
This comprehensive lecture offers introduction to the basic parts of astronomy and astrophysics on a level of practical information, theoretical studies are left to the more advanced lectures, e.g. Celestial Mechanics, Cosmic Plasma Physics, Relativistic Physics etc.
Last update: T_AUUK (17.05.2012)
Tato obsáhlá přednáška s cvičením poskytuje úvod k základním partiím astronomie a astrofyziky, a to na úrovni praktických informací, zatímco teoretická studia jsou přenechána pokročilejším přednáškám, jako jsou např. Nebeská mechanika, Kosmická elektrodynamika, Relativistická fyzika atd.
Course completion requirements -
Last update: doc. RNDr. Marek Wolf, CSc. (07.06.2019)
Written and oral examination.
Last update: doc. RNDr. Marek Wolf, CSc. (07.06.2019)
Zkouška písemná a ústní.
Literature -
Last update: T_AUUK (17.05.2012)
Astronomická příručka, Academia Praha 1992
Meeus J.: Astronomische Algorithmen, J.A.Barth Leipzig 1992 (2. vydání) (upravený překlad podle 1. vydání - Pokorný Z.: Astronomické algoritmy pro kalkulátory, Hvězdárna a planetárium hl.m. Prahy, 1988, skriptum)
Andrle P.: Základy nebeské mechaniky, Academia Praha 1971
Green R.M.: Spherical astronomy, Cambridge Univ. Press, 1985
Bradt H.: Astronomy Methods, Cambridge University Press, 2004
Howell S.B.: Handbok of CCD Astronomy, Cambridge Observing Handbooks, 2000
Scott Birney D., Gonzales G., Oesper D.: Observational Astronomy, Cambridge, 2006
Starck, Murtagh: Astronomical Image and Data Analysis, Springer 2002
Walker, G.: Astronomical Observations - An Optical Perspective, CUP 1987
Wilson, R.N.: Reflecting Telescope Optics I, II, A&A Library, Springer 1996
Bohm-Vitense E.: Stellar Astrophysics, Vol. 1, Basic Stellar Observations and Data, Vol. 3, Stellar Structure and Evolution, Cambridge 1989
Carroll B.W., Ostlie D.A.: Modern Astrophysics, Addison-Wesley, 196
Karttunen H. et al.: Fundamental Astronomy, Springer 2003
Teaching methods - Czech
Last update: T_AUUK (17.05.2012)
Přednáška s cvičením
Requirements to the exam -
Last update: doc. Mgr. Josef Ďurech, Ph.D. (20.06.2019)
according to syllabus
Last update: doc. Mgr. Josef Ďurech, Ph.D. (20.06.2019)
dle sylabu
Syllabus -
Last update: T_AUUK (04.06.2013)
1. Coordinate systems in astronomy, spherical coordinates, transformation matrices.
2. Computing ephemerides: Solution of the undisturbed two-body problem (orbits = conic sections, Kepler's laws). Perturbations, restricted circular three-body problem.
3. Astrometry. Effects influencing coordinates - refraction, paralaxes, aberration, proper motion, precession, nutation, polar motion. Observing instruments for astrometry on observatories and satellites. Doppler effect.
4. Determining and distributing exact time. Sidereal time, equation of equinoxes. True and mean solar time, time equation. Atomic time, times UT1, UTC, TDT/TT, TDB, GPS. Julian date and its modifications.
5. Describing motions of the solar systém bodies: Planets, Moon, asteroids. Eclipses and occultations.
6. Calculation of orbital elements from observed positions: Laplace method (from initial conditions of position and velocity in cartesian coordinates), Gauss method (from 3 positions of an asteroid on the sky, from more positions), Olbers method (from 3 positions of a comet on parabolic orbit).
7. Units in astronomy and astrophysics, history of definitions. Units in photometry.
8. Electromagnetic radiation, black body radiation - laws.
9. Classical methods of stellar observations. Spectral classification, luminosity classes, n-dimensional classification, Hertzsprung-Russell diagram (HRD), colour diagram for globular and open clusters.
10. Evolution of stars in HRD. Classification of variable stars and their location in HRD. Pulsating variables - Cepheids, RR Lyr stars, mirids and irregular variables. Relation period-luminostity, determining distances using cepheids. Baade-Wesselink method. Flare stars - novae, supernovae. Light curves, spectra, radial velocities.
11. Eclipsing binaries, spectroscopic and visual double stars. Exoplanets.
13. Galaxies and quasars. Hubble classification of galaxies. Active galaxies. BL Lac objects. Radio observation of galaxies, relativistic jets.
14. Optical systems of telescopes: Newton, Cassegrain, Gregory, Schmidt, Maksutov … Principles of mechanical construction of telescopes and how they are controlled. Active and adaptive optics. Telescopes in space - IUE, IRAS, HST, HIPPARCOS, Kepler …
15. Photometry. Detectors - human eye, photographic emulsion, photomultiplyer, CCD. Photometric systems. Ultraviolet and infrared photometry. Filters, systemUBVRI. Differential and absolute photometry. Extinction. Calibrations. Evaluation of photometric measurements.
16. Spectroscopy. Principles, prisma and grid spectrum. Dispersion curve. Spectrograph. Microphotometer. Reference spectrum. Non-conventional spectroscopy. Atlantes, tables of spectral lines. Methods of processing and evaluation of spectra. Radial velocities.
17. Radioastronomy. Antennes. Receivers. Point sources and extended sources, continuous and line spectra. Interferometry, apperture synthesis, VLBI. Radar equation.
18. Ultraviolet, X-ray and gamma astronomy.
19. Instruments in solar physics. Helioscopic eyepiece, coelostat, solar spectrograph, coronograph.
20. Properties and detection of polarized light. Stokes parameters. Polarimeter, Wollaston polarizator.
21. Detection of cosmic rays, meutrinos and gravitational waves. Project LIGO.
Practical exercises (0/2) comprise:
processing of observed data, eg. photometric or spectroscopic, in PC laboratory
computing examples to the first part of lessons (items 1 - 6 of syllabus)
introduction to the world of astronomical research institutions, organizations, observatories, scientific journals and periodicals, data systems and libraries etc.
work with catalogues, atlantes, circulars, yearbooks, archives etc., both in the printed and electronic forms (e.g. CDS Strassbourg, ADS/NASA)
Last update: T_AUUK (04.06.2013)
Astronomické souřadnicové soustavy na sféře a maticový formalismus jejich transformací.
Efemeridová astronomie. Řešení nerušeného pohybu dvou těles (dráhy tvaru kuželoseček, Keplerovy zákony). Popis poruch a omezeného problému tří těles.
Přesný čas. Hvězdný čas, rovnice ekvinokcií. Pravý a střední sluneční čas, časová rovnice. Atomový čas, časy UT1, UTC, pohyb pólu; časy TDT/TT, TDB, čas GPS. Juliánské datum a jeho modifikace.
Pohyby těles sluneční soustavy. Popis pohybu planet, pohyby Měsíce. Nástin výpočtů zatmění Slunce a Měsíce. Zákryty hvězd tělesy sluneční soustavy.
Výpočet elementů dráhy z pozorovaných poloh: Laplaceova metoda (z počátečních podmínek polohy a rychlosti v kartézských souřadnicích), Gaussova metoda (ze tří pozorování planetky na obloze, z více pozorování), Olbersova metoda (ze tří pozorování komety na parabolické dráze).
Jednotky a veličiny v astronomii a astrofyzice.
Elektromagnetické záření, zákony vyzařování absolutně černého tělesa.
Klasické metody pozorování hvězd. Spektrální klasifikace, třídy svítivosti, vícerozměrná klasifikace, Hertzsprungův-Russellův diagram (HRD), barevný diagram pro kulové a otevřené hvězdokupy.
Vývoj hvězd v HRD. Klasifikace proměnných hvězd a jejich místa v HRD.
Pulsující proměnné hvězdy: Cefeidy, RR Lyrae, miridy a nepravidelné proměnné.
Vztah perioda-svítivost, určování vzdálenosti pomocí cefeid. Baadeova-Wesselinkova metoda. Eruptivní proměnné: Novy a supernovy, světelné křivky a spektra supernov, radiální rychlosti, světelné echo.
Zákrytové, spektroskopické a vizuální dvojhvězdy. Exoplanety.
Naše Galaxie. Stavba, kinematika a dynamika, rotace. Oortovy konstanty. Galaktické jádro.
Galaxie a kvazary. Hubblova klasifikace galaxií. Aktivní galaxie a kvasary. Objekty typu BL Lac. Rádiové galaxie, výtrysky.
Optické systémy teleskopů: Newton, Cassegrain,Gregory, Schmidt, Maksutov. Principy mechanické konstrukce a řízení teleskopů. Aktivní a adaptivní optické systémy. Teleskopy na družicích - příklady IUE, IRAS, HST, Hipparcos, Kepler...
Fotometrie. Detektory záření - lidské oko, fotografická emulze, fotonásobič. Fotoelektrické fotometry. Princip CCD detektoru. Fotometrické systémy a jejich aplikace. Ultrafialová a infračervená fotometrie. Fotometrické filtry, barevný systém UBVRI. Diferenciální a absolutní fotometrie. Exktince. Kalibrace. Zpracování fotometrických měření.
Radioastronomie. Antény. Přijímače. Bodové a plošné objekty, spojité a čarové záření. Interferometrie, aperturní syntéza, VLBI. Radarová rovnice
Ultrafialová, rentgenová a gama astronomie.
Přístroje sluneční fyziky. Helioskopický okulár, celostat, sluneční spektrograf, koronograf
Vlastnosti a detekce polarizovaného světla. Stokesovy parametry. Polarimetr, Wollastonův polarizátor
Detekce kosmického záření, neutrin a gravitačních vln. Projekt LIGO.
Praktikum (0/2) obsahuje
zpracování úloh např. z fotometrie a spektroskopie v počítačové laboratoři
řešení příkladů k přednášce
seznámení s přístroji a organizací výzkumu vybraných hvězdáren a mezinárodních vědeckých organizací
práci s atlasy, katalogy, ročenkami, cirkuláři, časopisy, literaturou a archivy pozorování a dat, a to v papírové a elektronické podobě (CDS Strassbourg, ADS/NASA)
