Sluneční fyzika I - NAST001

• Anglický název: Solar Physics I
• Zajišťuje: Astronomický ústav UK (32-AUUK)
• Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
• Platnost: od 2015
• Semestr: letní
• E-Kredity: 3
• Rozsah, examinace: letní s.:2/0, Zk [HT]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: čeština, angličtina
• Způsob výuky: prezenční
• Garant: doc. Mgr. Michal Švanda, Ph.D.
• Vyučující: doc. Mgr. Michal Švanda, Ph.D.
• Kategorizace předmětu: Fyzika > Astronomie a astrofyzika

Anotace

čeština

Slunce jako hvězda. Fyzikální parametry Slunce, vnitřní struktura, vývoj. Sluneční atmosféra. Oscilace, helioseismologie. Magnetická pole na Slunci: Charakter, projevy, vývoj. Energetické procesy a jevy na Slunci. Erupce. Sluneční vítr. Heliosféra. Kosmické počasí. Specifika slunečních pozorování.

Poslední úprava: T_AUUK (25.03.2015)

angličtina

The Sun as a star. Fundamental properties of the Sun, interior, evolution. Solar atmosphere. Oscillations, helioseismology. Magnetic fields in the Sun: Properties, phenomena, evolution. Energetic processes and phenomena on the Sun. Flares. Solar wind. Heliosphere. Spaceweather. Observations of the Sun.

Poslední úprava: T_AUUK (25.03.2015)

Podmínky zakončení předmětu

čeština

Předmět je zakončen zkouškou.

Poslední úprava: Švanda Michal, doc. Mgr., Ph.D. (10.06.2019)

angličtina

Oral exam.

Poslední úprava: Švanda Michal, doc. Mgr., Ph.D. (10.06.2019)

Literatura

čeština

Stix, Michael 2004, The Sun : An Introduction, 2nd ed., by Michael Stix. Astronomy and astrophysics library, Berlin: Springer, 2004. ISBN: 3540207414
Stix, Michael 1989, The Sun. An Introduction, XIII, 390 pp. 192 figs. Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York. Astronomy and Astrophysics Library
Foukal, Peter V. 2004, Solar Astrophysics, 2nd, Revised Edition, pp. 480. ISBN 3-527-40374-4. Wiley-VCH , April 2004.
Kippenhahn, Rudolf 1994, Discovering the secrets of the Sun, Chichester; New York: Wiley (v českém překladu Odhalená tajemství Slunce, edice Kolumbus, nakladatelství Mladé fronty, 1999).
Gibson, E. G. 1973, The Quiet Sun, NASA SP, Washington: National Aeronautics and Space Administration
Sturrock, P. A. 1986, Physics of the Sun, Volumes I-III., Dordrecht : Reidel, pp. 257+385+287
Žijící přehledy ze sluneční fyziky: http://solarphysics.livingreviews.org/

Poslední úprava: T_AUUK (02.04.2008)

angličtina

Stix, Michael 2004, The Sun : An Introduction, 2nd ed., by Michael Stix. Astronomy and astrophysics library, Berlin: Springer, 2004. ISBN: 3540207414

Stix, Michael 1989, The Sun. An Introduction, XIII, 390 pp. 192 figs. Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York. Astronomy and Astrophysics Library

Foukal, Peter V. 2004, Solar Astrophysics, 2nd, Revised Edition, pp. 480. ISBN 3-527-40374-4. Wiley-VCH , April 2004.

Kippenhahn, Rudolf 1994, Discovering the secrets of the Sun, Chichester; New York: Wiley (v ceském prekladu Odhalená tajemství Slunce, edice Kolumbus, nakladatelství Mladé fronty, 1999).

Gibson, E. G. 1973, The Quiet Sun, NASA SP, Washington: National Aeronautics and Space Administration

Sturrock, P. A. 1986, Physics of the Sun, Volumes I-III., Dordrecht : Reidel, pp. 257+385+287

Švanda, M. 2012, Slunce, Aventinum

Living summaries of solar physics: http://solarphysics.livingreviews.org/

Poslední úprava: T_AUUK (25.03.2015)

Metody výuky

čeština

Přednáška.

Poslední úprava: Švanda Michal, doc. Mgr., Ph.D. (10.06.2019)

angličtina

Lecture.

Poslední úprava: Švanda Michal, doc. Mgr., Ph.D. (10.06.2019)

Požadavky ke zkoušce

čeština

Zkouška je ústní, zkoušený si vylosuje dvě otázky, které zodpoví. Jedna z otázek je z okruhu helioseismických metod, druhá otázka ze zbývajících okruhů probíraných na přednášce. Třetí částí zkoušky je test přehledu, kdy si zkoušený vylosuje deset termínů z fyziky Slunce, které bez přípravy stručně několika větami vysvětlí. Každá dílčí část bude hodnocena známkou, výsledná známka je aritmetickým průměrem dílčích známek. Bude-li však zkoušený v libovolné dílčí části hodnocen známkou nedostatečně, bude celkový výsledek zkoušky též nedostatečně. Třetí část je hodnocena následovně: 0-4 správných odpovědí -- známka 4, 5-6 správných odpovědí -- známka 3, 7-8 správných odpovědí --známka 2, 9-10 správných odpovědí -- známka 1.

Požadavky zkoušky odpovídají sylabu předmětu v rozsahu, který byl prezentován na přednášce.

Poslední úprava: Švanda Michal, doc. Mgr., Ph.D. (11.10.2017)

angličtina

The exam is oral. The student pulls two questions to be answered. One question covers the topics of helioseismic methods, the second than the remaining topics. The third part of the exam is the test of the background knowledge, when the student pulls ten terms from the field of physics of the Sun, which are expected to be answered immediately. Each part of the exam is graded, the resulting grade is an arithmetical average of the subgrades. If any of the subgrades is 4 (nedostatečně), the total grade is also 4. The third part is evaluated according to the following scheme: 0-4 correct answers -- mark 4, 5-6 correct answers -- mark 3, 7-8 correct answers -- mark 2, 9-10 correct answers -- mark 1.

The requirements for the exam correspond to the subject syllable as it was discussed during the lectures.

Poslední úprava: Švanda Michal, doc. Mgr., Ph.D. (08.06.2019)

Sylabus

čeština

Slunce jako hvězda, sluneční analogy, aktivita hvězd slunečního typu. Supererupce. Historie slunečních pozorování. Zdroje vnitřní energie Slunce, neutrinový problém.

Fyzikální parametry Slunce, vnitřní struktura Slunce, vývoj Slunce. Gamovův peak. Konvekce, teorie smešovací délky, konvekce se zářivými ztrátami. Ledouxův parametr. Konvektivní škály. Konvekce jako proces výměny entropie. Granule, supergranule. Velkorozměrová konvekce.

Fotosféra, chromosféra, chromosférické útvary. Okrajové ztemnění, Eddingtonův-Barbierův vztah. Standardní modely atmosféry. Rovnováha v protuberancích. Jednotící pohled na atmosféru.

Oscilace, helioseismologie. Fundamentální mód. Lineární adiabatické oscilace nerotujícího Slunce. Cowlingova aproximace. Bruntova-Väisäläova frekvence. Lambova frekvence. JWKB řešení pro g- a p-módy. F-mód. Duvallův zákon, inverzní úlohy. Poruchová teorie. Globální a lokální helioseismologie, ring-diagram a time-distance helioseismologie. Asteroseismologie.

Rotace Slunce. Efekt rotace na vnitřní strukturu Slunce. Von Zeipelův paradox. Torzní oscilace, meridionální proudění. Mechanismus vzniku diferenciální rotace. Rossbyho vlny. Souřadnicové soustavy užívané ve sluneční fyzice.

Sluneční magnetismus. Sluneční cyklus a jeho středně- a dlouhodobé projevy. Základy teorií slunečního dynama. Pozorovací důkazy existence magnetických silotrubic. Konvektivní kolaps, vzplývavost magnetických trubic. Sluneční skvrny, jejich klasifikace a vnitřní struktura. Magnetohydrostatický model skvrny. Fakule.

Energetické procesy a jevy na Slunci. Disipace magnetických polí. Rekonexe a erupce. Klasifikace erupcí, standardní model erupce. Neupertův efekt.

Přechodová oblast, koróna. Teplotní struktura koronální smyčky. Zakázané čáry. Koronální ohřev. Sluneční vítr, Parkerovo řešení. Heliosféra. Kosmické počasí.

Vlivy sluneční aktivity na meziplanetární prostor.

Specifika slunečních pozorování.

Poslední úprava: Vokrouhlický David, prof. RNDr., DrSc. (14.01.2019)

angličtina

The Sun as a star, solar analogues, activity of Sun-like stars. Superflares. History of solar observations. Origin of solar luminosity, neutrino problem.

Fundamental parameters of the Sun, internal structure, evolution. Gamov peak. Convection, mixing-length theory, convection with radiative losses. Leudox parameter. Scales of convection. Convection as a process of entropy exchange. Granules, supergranules. Large-scale convection.

Photosphere, chromosphere, chromospheric phenomena. Limb darkening, Eddington-Barbier relation. Standard models for solar atmosphere. Equilibrium within a prominence. Coupling from photosphere to corona.

Oscillations, helioseismology. Fundamental oscillation. Linear adiabatic oscillations of the non-rotating Sun. Cowling approximation. Brunt-Väisälä frequency, Lamb frequency. JWKB solution for g- and p-modes. F-mode. Duvall's law, inverse modelling. Perturbation theory. Global and local helioseismology. Ring-diagram and time-distance helioseismology. Asteroseismology.

Rotation of the Sun. Effect of rotation on internal structure of the Sun. Von Zeipel paradox. Torsional oscillations, meridional circulation. Origin of differential rotation. Rossby waves. Coordinate systems for the Sun.

Solar magnetism. Solar cycle and its mid- and long-term manifestations. Basics of solar dynamo theories. Observational evidence for flux tubes. Convective collapse, buoyancy of flux tubes. Sunspots: Classification and internal structure. Magnetohydrostatic model of sunspots. Faculae.

Energetic processes on the Sun. Dissipation of magnetic fields. Reconnection, flares. Classification of flares, standard model of solar flare. Neupert effect.

Transition region, corona. Temperature structure of the coronal loop. Forbidden emission lines. Coronal heating.

Solar wind, Parker's solution. Heliosphere. Spaceweather.

Effects of solar activity on interplanetary space.

Observations of the Sun.

Poslední úprava: T_AUUK (25.03.2015)