Modelo de Guía Docente Facultad de Física Master en ... · La evaluación tendrá en cuenta la participación en los ejercicios de clase (problemas, debates;10%), los ejercicios

Master en Astrofísica

Asignatura: Atmósferas Estelares

V2. Aprobada en Consejo de Gobierno el310112

Modelo de Guía Docente

Facultad de Física


GUÍA DOCENTE DE LA ASIGNATURA:

Atmósferas Estelares

Curso Académico 2013/2014

Fecha: 23 Mayo 2013



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Asignatura: Atmósferas Estelares Código: 275461102

- Centro: Facultad de Física

- Titulación: Master en Astrofísica

- Plan de Estudios: 2013

- Rama de conocimiento: Ciencias

- Intensificación (sólo en caso de Máster): Común a todas las intensificaciones

- Departamento: Astrofísica

- Área de conocimiento: Astronomía y Astrofísica

- Curso: 1

- Carácter: Obligatoria

- Duración: Cuatrimestral

- Créditos: 6

- Dirección Web de la asignatura: http://campusvirtual.ull.es

- Idioma: Español hablado (algún texto, manual y material en inglés)

2. Requisitos

Es conveniente tener nociones de Estructura y Evolución Estelar, Física Atómica y Cálculo Numérico.

3. Profesorado que imparte la asignatura

Coordinación / Profesor/a: Dr. Artemio Herrero Davó

- Grupo: G1 (único)

- Departamento: Astrofísica

- Área de conocimiento: Astronomía y Astrofísica

- Centro: Facultad de Física

- Lugar Tutoría(1): Sede central del IAC, despacho

- Horario Tutoría(1): Lunes a Jueves, de 14:30 a 16:00

- Teléfono (despacho/tutoría): 922 605317

- Correo electrónico: [email protected]

- Dirección web docente: http://campusvirtual.ull.es

4. Contextualización de la asignatura en el Plan de Estudios

- Bloque Formativo al que pertenece la asignatura: Encuadrado en el módulo de asignaturas comunes a todas las intensificaciones.

- Perfil Profesional: Esta asignatura proporciona al estudiante conocimientos introductorios en las Atmósferas Estelares. Se pretende proporcionar las herramientas necesarias para la comprensión y el análisis básico de los procesos físicos que se producen en las atmósferas estelares. Se analizará la ecuación de transporte radiativo, su solución formal y las diferentes aproximaciones y casos particulares más utilizados en Astrofísica (entre otras: atmósfera plano−paralela, aproximación de difusión, atmósfera gris, aproximación de Eddington-Barbier, equilibrio estadístico) y los procedimientos para resolver el cálculo de líneas espectrales tanto en equilibrio termodinámico local como fuera de tal aproximación. Dedicaremos parte del curso al cálculo del coeficiente de absorción, la emisividad y el perfil de las líneas espectrales. Asimismo se introducirán y analizarán las diferentes clasificaciones espectrales.

1. Datos Descriptivos de la Asignatura



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5. Competencias

Competencias generales (CG): • CG1. Adquirir las técnicas matemáticas y numéricas avanzadas que permitan la aplicación de la Física y de la Astrofísica a

la solución de problemas astrofísicos complejos mediante modelos sencillos. • CG6. Saber organizar, planificar y evaluar el tiempo de estudio y de trabajo, tanto individual como en grupo que les conduzca

a aprender a trabajar en equipo multinacional y a apreciar el valor añadido que esto supone. • CG7. Ser capaz de participar en debates científicos y de comunicar, tanto de forma oral como escrita a un público

especializado o no, cuestiones relacionadas con las Ciencias. También ser capaz de utilizar en forma hablada y escrita otro idioma, relevante en la Ciencia en general, como es el inglés.

• CG8. Poseer la base necesaria para emprender estudios posteriores con total autonomía, tanto desde la formación científica y técnica (realizando un doctorado), como desde la actividad profesional.

Competencias específicas (CE):

• CE1. Conocer y comprender los esquemas conceptuales básicos de la Astrofísica y de la observación de la naturaleza. • CE3. Comprender las teorías físicas más importantes, localizando en su estructura lógica y matemática, su soporte

experimental y su aplicación al fenómeno natural que puede ser descrito a través de ellas. • CE6. Tener un buen conocimiento del estado del conocimiento en el momento presente en la Astrofísica. • CE12. Tener destreza en la modelización matemática compleja de los fenómenos naturales. • CE13. Observar y registrar de forma sistemática y fiable la información astrofísica adquirida en observatorios o en bases de

datos astronómicas. • CE14. Analizar, sintetizar, evaluar y describir información y datos astrofísicos. • CE18. Realizar informes sintetizando los resultados observacionales y/o experimentales y sus conclusiones más importantes. • CE20. Utilizar herramientas informáticas en el contexto de la matemática aplicada a la Astrofísica. • CE21. Saber programar, al menos, en un lenguaje relevante para el cálculo científico en Astrofísica. • CE22. Utilizar habitualmente el ordenador como herramienta básica para el cálculo científico y la modelización numérica. • CE23. Ser capaz de evaluar claramente los órdenes de magnitud, así como de desarrollar una clara percepción de las

situaciones que son físicamente diferentes, pero que muestran analogías, permitiendo el uso de sinergias y de soluciones conocidas a nuevos problemas.

• CE24. Saber afrontar problemas generando nuevas ideas que puedan solucionarlos. • CE26. Dominar la expresión oral y escrita del lenguaje científico-técnico en lengua española, y también en lengua inglesa,

dirigida tanto a un público especializado como al público en general • CE29. Saber organizar y planificar el tiempo de estudio y trabajo, tanto individual como en grupo. • CE33. Ser capaz de identificar lo esencial de un proceso natural y formular un procedimiento de estudio bien en el

laboratorio, en una simulación numérica o en ambos.

6. Contenidos de la asignatura



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TEMARIO

- Profesor: Dr. Artemio Herrero Davó

1. Introducción: objetivo de las atmósferas estelares; el cuerpo negro; sistemas fotométricos; el

diagrama de Hertzsprung-Russell; clasificación espectral

2. La ecuación de transporte radiativo: mecanismos de transporte de energía; definiciones. Intensidad

específica y momentos de la intensidad; coeficientes de absorción y emisión; profundidad óptica; la

ecuación de transporte; la función fuente; solución formal de la ecuación de transporte; soluciones

aproximadas.

3. Poblaciones atómicas y coeficientes de absorción y emisión: ecuaciones en Equilibrio

Termodinámico Local (ETL); coeficientes de absorción y emisión; números de ocupación; Tasas

radiativas y colisionales; las ecuaciones del equilibrio estadístico; ETL y No-ETL

4. Modelos de atmósfera: equlibrio hidrostático; equilibrio radiativo; la atmósfera gris; métodos

empíricos; opacidad media; efectos sobre la temperatura; Esquema de cálculo de un modelo de

atmósfera.

5. Análisis espectral: cálculo del espectro emergente; mecanismos de ensanchamiento; determinación

de parámetros estelares.



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7. Metodología y Volumen de trabajo del estudiante

Descripción

En las clases teóricas el profesor expone los contenidos de los temas y propone problemas aclaratorios. Además propone algunos trabajos sencillos para que los alumnos los realicen de forma autónoma. El alumno debe preparar los problemas y/o los trabajos con el fin de que puedan ser debatidos en clases prácticas con el profesor y el resto de los estudiantes.

Actividades formativas en créditos ECTS, su metodología de enseñanza-aprendizaje y su relación con las competencias que debe adquirir el estudiante

Actividades formativas Horas presenciales

Horas de trabajo autónomo

Total Horas Relación con competencias CE

Clases teóricas 35 35 CE1, 6, 14, 33

Clases prácticas (aula / sala de demostraciones / prácticas laboratorio)

12 12 CE14, 23, 24, 33

Realización de seminarios u otras actividades complementarias

9 9 CE13, 14, 18, 23, 24, 33

Realización de trabajos (individual/grupal)

35 35 CE13, 14, 18, 23, 24, 33

Estudio/preparación clases teóricas 40 40 CE6, 14, 33

Estudio/preparación clases prácticas 10 10 CE13, 14, 23, 24, 33

Preparación de exámenes 5 5 CE1, 6, 14, 33

Realización de exámenes 4 4 CE26

Asistencia a tutorías

Otras

Total horas 60 90 150

Total ECTS 6

8. Bibliografía / Recursos

Bibliografía Básica(2)



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• D. Mihalas (1978): Stellar Atmospheres (W.H. Freeman) Libro de excelente nivel para el transporte radiativo y sus principios físicos, con tratamiento riguroso. Ha quedado algo obsoleto en las técnicas numéricas de cálculo de modelos de atmósfera, pero describe con detalle las de la época, que constituyen todavía la base para muchos métodos más actuales.

• D.F. Gray (2002): Observations and analysis of stellar photospheres (John Wiley & Sons) Un poco menos riguroso y técnico que el anterior, cubre más aspectos del trabajo práctico sobre las atmósferas de las estrellas y está más actualizado, pero se limita a las condiciones de Equilibrio Termodinámico Local (ETL) y equilibrio hidrostático. Constituirá la base del curso.

• R.J. Rutten (2003): Radiative transfer in stellar atmospheres, lecture notes Se trata de unos apuntes de clase, pero con el detalle de un libro. El nivel es similar al del Gray, pero incluyendo aspectos de No Equilibrio Termodinámico Local como el Mihalas a cambio de sacrificar algunos aspectos prácticos. Se encuentran en la página web del autor http://www.astro.uu.nl/~rutten/ siguiendo los enlaces Astronomy course material --> Course notes Además, la página contiene mucho material relacionado.

Bibliografía Complementaria(3)

E. Novotny (1973): Introduction to stellar atmospheres and interiors J. P. Cassinelli & J.H.K.L.M. Lamers (2000): Introduction to Stellar winds K.R. Lang (1999, impresión de 2006): Astrophysical Formulae (Springer Verlag) Allen (1976): Astrophysical Quantities M. Harwit (1988): Astrophysical concepts (Springer Verlag) Bowers & Deeming (1984): Astrophysics I. Carroll & Ostlie (1996): Modern Astrophysics Otros recursos(3)

La asignatura está integrada en el Aula Virtual de la ULL, en su plataforma “moodle”, y su dirección en el curso 2012-13 fue:

http://campusvirtual.ull.es/1213m2/course/view.php?id=4255

9. Sistema de Evaluación y Calificación

Descripción

La evaluación tendrá en cuenta la participación en los ejercicios de clase (problemas, debates;10%), los ejercicios entregados durante el curso y su presentación en clase (entregables, 30%) y el examen final escrito (60%). Todos los entregables tendrán el mismo peso. El examen escrito constará de cuatro o cinco preguntas, de entre las cuales al menos una será uno de los problemas presentados en las hojas de problemas (resuelto en clase o no). El examen durará un máximo de cuatro horas. Será necesario alcanzar al menos un 3,5 sobre 10 tanto en el examen como en cada uno de los entregables para poder promediar las notas.

Estrategia Evaluativa

TIPO DE PRUEBA(4) COMPETENCIAS CRITERIOS PONDERACIÓN

Tareas entregables

CE12, 13, 14, 18, 20, 21, 22, 23, 24, 26, 29, 33

Realización de las actividades y tareas propuestas en el plazo establecido, valorando:

- Capacidad de análisis y síntesis. - Discusión e interpretación de los

resultados - Creatividad. - Presentación oral - Ortografía y presentación escrita

30% de la nota global

Ejercicios en clase CE1, 23, 24, 29 - Resolución de los problemas

planteados - Participación activa en clase


Examen final

CE1, 3, 6, 23, 29, 33 - Respuestas correctas - Resolución de los problemas planteados




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10. Resultados de aprendizaje

Opcional. Sólo es obligatorio si se especifica en la Memoria del Título de Grado/Máster

11. Cronograma/Calendario de la asignatura

[En las guías docentes la planificación temporal de la programación sólo tiene la intención de establecer unos referentes u orientaciones para presentar la materia atendiendo a unos criterios cronológicos, sin embargo son solamente a título estimativo, de modo que el profesorado puede modificar – si así lo demanda el desarrollo de la materia – dicha planificación temporal . Es obvio recordar que la flexibilidad en la programación tiene unos límites que son aquellos que plantean el desarrollo de materias universitarias que no están sometidas a procesos de adaptación del currículo].

Descripción del Cronograma

2er Cuatrimestre(5)

SEMANA Temas Actividades de enseñanza aprendizaje Horas de trabajo

presencial

Horas de trabajo

autónomo

Total

Semana 1: 1 Clases teóricas 4 4 8

Semana 2: 1,2 Clases teóricas y prácticas, realización de problemas y/o trabajos

4 6 10

Semana 3: 2 Clases teóricas y prácticas, realización de trabajos 4 6 10

Semana 4: 2 Clases teóricas y prácticas, realización de problemas y/o trabajos

4 8 12




4 8 12

Semana 8: 3 Clases teóricas y prácticas, seminarios 4 6 10

Semana 9: 4 Clases teóricas 4 4 8



4 6 10



4 8 12

Semana 14: 5 Clases teóricas y prácticas, seminarios 4 6 10

Periodo de examenes

examen final 4 5 9

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