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UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO
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| UNIDADE: INSTITUTO DE FÍSICA | ||
| DEPARTAMENTO: DEPTO. DE ELETRONICA QUANTICA | ||
| DISCIPLINA: Introdução à Astrofísica | ||
| CARGA HORÁRIA: 60 | CRÉDITOS: 4 | CÓDIGO: FIS03-07222 |
| MODALIDADE DE ENSINO: Presencial | TIPO DE APROVAÇÃO: Nota e Frequência | |
| STATUS | CURSO(S) / HABILITAÇÃO(ÕES) / ÊNFASE(S) |
| Eletiva Restrita | FIS - Física (versão 2) FIS - Física (versão 3) |
| Eletiva Definida | FIS - Física (versão 4) FIS - Física (versão 5) FIS - Física (versão 6) FIS - Física (versão 7) |
| TIPO DE AULA | CRÉDITO | CH SEMANAL | CH TOTAL |
| Teórica | 4 | 4 | 60 |
| TOTAL | 4 | 4 | 60 |
EMENTA:
1. Espectroscopia
1.1 Histórico;
1.2 Leis de Kirchhoff:
1.2.1Variação do espectro contínuo com a temperatura.
1.3 A origem das linhas espectrais: átomos e luz:
1.3.1 Quantização;
1.3.2 Níveis de energia do hidrogênio.
1.4 Classificação espectral:
1.4.1 A seqüência espectral e a temperatura das estrelas.
1.5 Classificação de luminosidade;
1.6 Velicidade radial e efeito Doppler;
1.7 Perfil da linha;
1.8 Lei de Boltzmann - Equação de Excitação;
1.9 Lei de Saha - Equação de Ionização;
2. Estrelas
2.1 O Diagrama HR;
2.2 Determinação de distâncias espectroscópicas;
2.3 A relação massa-luminosidade;
2.4 Extremos:
2.4.1 As estrelas mais luminosas;
2.4.2 As estrelas de baixa luminosidade;
2.4.3 As anãs brancas.
2.5 A fonte de energia das estrelas;
2.6 Fusão termonuclear;
2.7 O problema do neutrino solar;
2.8 Energia nuclear de ligação;
2.9 Massas nucleares;
2.10 Evolução final das estrelas;
3. Interiores estelares
3.1 Temperatura;
3.2 Pressão mecânica:
3.2.1 Gás não-degenerado;
3.2.2 Gás de Fótons;
3.2.3 Degenerecência parcial.
3.3 Energia de Fermi:
3.3.1 T = 0;
3.3.2 Gás não-degenerado dos elétrons;
3.3.3 Degenerecência fraca;
3.3.4 Altamente degenerado e ultra-relativístico;
3.3.5 Valores para as funções de Fermi-Dirac.
3.4 Equilíbrio hidrostático;
3.5 Reserva de energia de uma estrela:
3.5.1 Algumas relações termodinâmicas;
3.5.2 Energia nuclear;
3.5.3 Ciclo próton-próton;
3.5.4 Ciclo CON;
3.5.5 Triplo-a;
3.5.6 Queima do carbono.
3.6 Condição de equilíbrio térmico;
3.7 O transporte de energia radiativo;
3.8 A equação de transporte radiativo;
3.9 Equilíbrio radiativo no interior estelar;
3.10 Ordem de grandeza da luminosidade;
3.11 A relação massa-luminosidade;
3.12 Estabilidade do equilíbrio térmico;
3.13 Transporte de energia por convecção:
3.13.1 Condição de estabilidade do equilíbrio radiativo;
3.13.2 Equilíbrio convectivo;
3.13.3 Transporte de energia por convecção;
3.13.4 Aproximação adiabática;
3.13.5 Caracterísitcas da convecção no interior estelar;
3.13.6 Overshooting e semiconvecção.
3.14 Abundância dos elementos:
3.14.1 Variação da composição com o tempo;
3.14.2 Difusão;
3.14.3 Regiões convectivas.
3.15 Opacidades:
3.15.1 Transições ligado-livre;
3.15.2 Transições livre-livre;
3.15.3 Coeficiente de absorção monocromática;
3.15.4 Espalhamento Thomson;
3.15.5 Coeficiente total.
3.16 Geração de energia nuclear:
3.16.1 Seção de choque e taxa de reação;
3.16.2 Reações não-ressonantes;
3.16.3 Reações ressonantes;
3.16.4 Escudamento eletrônico;
3.16.5 Síntese de elementos pesados.
3.17 Emissão de neutrinos;
3.18 Polítropos:
3.18.1 Aplicações para anãs brancas.
3.19 Limite de Eddington;
3.20 Modelos de evolução;
3.21 Condições de contorno:
3.21.1 Atmosferas estelares;
3.12.2 Envelope radiativo;
3.21.3 Estrelas completamente convectivas.
3.22 Resultado dos modelos;
3.23 Anãs brancas:
3.23.1 Propriedades de anãs brancas não-binárias;
3.23.2 Evolução das anãs brancas;
3.23.3 Curvas de esfriamento simples - Mestel;
3.23.4 Cristalização;
3.24.5 Função luminosidade.
3.24 Novas e supernovas;
3.25 Equilíbrio hidrostático na Relatividade Geral:
3.25.1 Schwarzchild;
3.25.2 Avermelhamento gravitacional;
3.25.3 Tensores covariantes e contravariantes;
3.25.4 Tolman-Oppenheimer-Volkoff.
3.26 Formação estelar;
3.27 Estrelas binárias:
3.27.1 Binárias Próximas;
3.27.2 Envelope comum.
4. A escala do universo
5. Nossa galáxia: a Via Láctea
5.1 Sistema de coordenadas galáticas;
5.2 Distâncias dentro da Galáxia:
5.2.1 Período-Luminosidade;
5.3 Forma e tamanho da Via Láctea;
5.4 O movimento das estrelas na Galáxia:
5.4.1 Componentes dos movimentos estelares;
5.4.2 O sistema local de repouso (SLR).
5.5 A rotação da Galáxia;
5.6 Massa da Galáxia;
5.7 A curva de rotação da Galáxia;
5.8 Meio interestelar:
5.8.1 Gás interestelar;
5.8.2 A poeira interestelar;
5.8.3 Moléculas interestelares.
5.9 Populações estelares;
5.10 Estrutura espiral;
6. Galáxias
6.1 A descoberta das galáxias;
6.2 Classificação mofológica de galáxias:
6.2.1 Espirais (S);
6.2.2 Elípticas (E);
6.2.3 Irregulares (I).
6.3 Massas de galáxias:
6.3.1 Massas de galáxias elípticas;
6.3.2 Massas de galáxias espirais.
6.4 A formação e evolução das galáxias;
6.5 Aglomerados de galáxias:
6.5.1 O grupo local;
6.5.2 Outros aglomerados de galáxias.
6.6 Superaglomerados;
6.7 Colisões entre galáxias:
6.7.1 Fusão de galáxias e canibalismo galáctico;
6.8 Galáxias ativas:
6.8.1 Quasares;
6.8.2 Movimentos superluminais;
6.8.3 Radiogaláxias;
6.8.4 Galáxias Seyfert;
6.8.5 Objetos BL Lacertae (BL Lac).
6.9 A lei de Hubble.
OBJETIVO(S):
Ao final do período o aluno deverá ser capaz de desenvolver estudos de espectroscopia e através dela classificar as estrelas em termos de sua temperatura, brilho, composição química e espectro. Estudar os mecanismos termonucleares dos interiores estelares e sua conseqüente evolução estelar, desenvolver estudo detalhado da nossa galáxia e classificações galácticas, bem como objetos peculiares como quasares, radiogaláxias e a lei de Hubble.
| PRÉ-REQUISITO 1: FIS03-07069 Eletromagnetismo II A |
| PRÉ-REQUISITO 2: FIS04-07183 Estrutura da Matéria II A |
| TRAVA: 68 créditos (Física - versão 6)68 créditos (Física - versão 7)68 créditos (Física - versão 5) |
BIBLIOGRAFIA: Kepler de Souza Oliveira Filho e Maria de Fátima Oliveira Saraiva - Astronomia e Astrofísica (com CD incluso e home page http://astro.if.ufrgs.br/ ou http://www.if.ufrgs.br/~kepler/fis207 ) 1ª Edição 2000; Editora da Universidade Federal do Rio Grande do Sul.