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Oggetto:
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Astronomia

Oggetto:

Astronomy

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Anno accademico 2019/2020

Codice attività didattica
MFN1083
Docente
Prof. Luisa Ostorero (Titolare del corso)
Corso di studio
Laurea Triennale in Scienze Naturali D.M. 270
Anno
3° anno
Periodo didattico
Primo semestre
Tipologia
A scelta dello studente
Crediti/Valenza
4
SSD attività didattica
FIS/05 - astronomia e astrofisica
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Facoltativa
Tipologia esame
Orale
Oggetto:

Sommario del corso

Oggetto:

Obiettivi formativi

Il corso di Astronomia si propone di trasmettere agli studenti di Scienze Naturali le conoscenze fondamentali dell'astronomia moderna.

Dopo una breve introduzione sullo sviluppo storico dell'astronomia, il corso presenta le principali proprieta` dell'universo di cui facciamo parte, dalle scale planetarie fino a quelle cosmiche.

 

The course "Astronomy" will teach the students of Natural Sciences the basics of modern astronomy.

After a short introduction on the history of Astronomy, the course will present the main properties of our Universe, from planetary scales to cosmic scales.

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Risultati dell'apprendimento attesi

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE

Acquisizione di una preparazione di base in astronomia fondamentale.

Ad esame superato, lo studente avra` acquisito le conoscenze elementari di astronomia e astrofisica che consentono di comprendere la visione contemporanea dell'universo e dei corpi celesti.

 

 

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE

Ad esame superato, lo studente sapra' valutare e descrivere quantitativamente i fenomeni celesti.
 

 

AUTONOMIA DI GIUDIZIO

Acquisizione di senso critico per la corretta interpretazione sia dei fenomeni astronomici e astrofisici che della letteratura del campo.

 

ABILITA' COMUNICATIVE

Acquisizione della capacita' di descrivere quantitativamente ed accuratamente i fenomeni astronomici e astrofisici, dalla scala del sistema solare alle scale cosmologiche.

 

KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING

The student will acquire a solid foundation in Fundamental Astronomy.

Upon successful completion of the exam, the student will know the basics of astronomy and astrophysics which will enable him to understand the current view of the Universe and celestial bodies.

 

APPLYING KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING

Upon successful completion of the exam, the student will be able to evaluate and quantitatively describe the astronomical/astrophysical phenomenology.


 

AUTONOMIA DI GIUDIZIO

The student will acquire critical thinking skills, which will enable him/her to correctly interpret the astronomical/astrophysical phenomenology and the related literature.

 

COMMUNICATION SKILLS

The student will be able to describe the astronomical/astrophysical phenomenology in an appropriate and quantitative way, from the Solar System scales to cosmological scales.

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Programma

I -  INTRODUZIONE

Oggetto, metodo e fine dell'astronomia. Tappe principali della storia dell'astronomia. Interesse pratico e ideologico dell'astronomia.


II -  ASTRONOMIA FONDAMENTALE

1. Generalita` sull'astronomica sferica.
Posizioni apparenti degli astri.  Moti apparenti delle stelle, del Sole, della Luna e dei pianeti. La sfera celeste. Sistemi di coordinate. Fenomeni legati alla rotazione diurna della sfera celeste.


2. Moti della Terra.
Moto di rivoluzione della Terra intorno al Sole: successione delle stagioni terrestri. Moto di rotazione della Terra intorno al suo asse. Precessione e nutazione dell'asse terrestre.  

3. Moti apparenti e reali dei pianeti.
Moti apparenti dei pianeti. Sistemi del mondo di Tolomeo e Copernico. Spiegazione dei moti apparenti dei pianeti. Leggi di Keplero. Legge di gravitazione universale di Newton. Determinazione delle masse dei corpi celesti.


4. Determinazione delle distanze, delle dimensioni e della forma dei corpi celesti.
Determinazione del raggio terrestre. Triangolazioni. Forma della Terra. Determinazione delle distanze dei corpi celesti: parallassi. Unita` di distanza in astronomia.

5. Moti della Luna. 
Orbita della Luna. Moto di rotazione della Luna. Fasi lunari. Occultazioni lunari: eclissi di Sole. Eclissi di Luna. La Luna e le maree.


III - IL SISTEMA SOLARE

Struttura e formazione del sistema solare. Proprieta` fisiche dei pianeti del sistema solare. Corpi minori del sistema solare: asteroidi, comete, polvere interplanetaria. Meteore e meteoriti.


IV - IL SOLE E LE STELLE

1. Elementi di fotometria e spettroscopia astronomica.
Radiazione elettromagnetica studiata dall'astrofisica. Radiazione termica e spettro di corpo nero: legge di Wien; legge di Stefan-Boltzmann. Determinazione di temperatura, composizione chimica e densita` dei corpi celesti. Strumenti astrofisici e metodi di osservazione: l'occhio umano e i telescopi.

2. Il Sole.
Spettro solare. Struttura del Sole e sua fonte di energia. Legame tra il vento solare e i pianeti: magnetosfera, tempeste magnetiche, aurore polari.

3. Le stelle.
Distanze delle stelle. Magnitudini apparenti e assolute. Stelle singole, binarie e multiple; ammassi stellari. Dimensioni, temperatura e luminosita`  delle stelle.  Masse delle stelle. Composizione delle stelle. Stelle variabili. Spettri e classificazioni spettrali delle stelle. Il diagramma di Hertzprung-Russel e l'evoluzione stellare.
   
4. Gli esopianeti.
Generalita`, scoperta e stato dell'arte. Metodi di rivelazione. Tipi di esopianeti. Zona di abitabilita` di una stella. Ricerca di vita in pianeti extra-solari.


V - GALASSIE E COSMOLOGIA

1. La nostra galassia: la Via Lattea.
Struttura e composizione della Via Lattea: storia delle ipotesi e stato dell'arte. Popolazioni stellari. Gas interstellare. Curva di rotazione galattica.

2. Le galassie esterne.
Storia della scoperta e stato dell'arte. Le distanze delle galassie: "red-shift" e legge di Hubble. L'espansione dell'Universo. I telescopi come macchine dello spazio-tempo. Morfologia delle galassie. Galassie e materia oscura. Galassie attive.
        
3. Struttura su grande scala dell'Universo.
Gruppi e ammassi di galassie. Materia oscura in ammassi di galassie. La ragnatela cosmica: cenni sul modello di formazione della struttura su grande scala dell'universo.

 

I -  INTRODUCTION

Subject and goals of Astronomy. Short history of Astronomy. Relevance of Astronomy.


II -  FUNDAMENTAL ASTRONOMY

1. Basics of spherical astronomy.
Apparent position of celestial bodies. Apparent motion of the stars, the Sun, the Moon, and the planets. The celestial sphere. Coordinate systems.
Effects of the Earth rotation.

2. The motion of the Earth.
Earth's revolution around the Sun; Earth's seasons. Earth's rotation around its own axis. Axial precession and nutation.  

3. Apparent motion and real motion of planets.
Apparent motion of planets. Ptolemaic system and Copernican system. Explanation of the apparent motion of planets. Kepler's laws. Newton's law of universal gravitation. Determination of the masses of celestial bodies.

4. Determination of distances, sizes, and shapes of celestial bodies.
Determination of the Earth radius. Triangulation. Shape of the Earth. Determination of the distances of celestial bodies: parallaxes. Distance units in astronomy.

5. The motion of the Moon.
Orbit of the Moon. Rotation of the Moon. Moon phases. Lunar occultations: Solar eclipses. Lunar eclipses. The Moon and the ocean tides.


III - THE SOLAR SYSTEM

Structure and formation of the Solar System. Physical properties of the planets in the Solar System. Minor bodies of the Solar System: asteroids, comets, interstellar dust. Meteoroids e meteorites.


IV - SUN AND STARS

1. Basics of astronomical photometry and spectroscopy.
Elettromagnetic radiation investigated in Astrophysics. Thermal radiation and blackbody spectrum: Wien's law; Stefan-Boltzmann's law. Determination of the temperature, chemical composition, and density of celestial bodies. Astrophysical instruments and observation methods: the human eye and the telescopes.

2. The Sun.
The spectrum of the Sun. Structure of the Sun and energy reservoir. Connection between the Solar wind and the plantes: magnetosphere, magnetic storms, auroras.

3. The stars.
Star distances. Apparent and absolute magnitudes. Stars, binary stars and multiple star systems; star clusters. Size, temperature, and luminosity of stars. Star masses. Composition of stars. Variable stars. Star spectra and spectral classification. The Hertzprung-Russel diagram e the evolution of stars.
   
4. Exoplanets.
Definition, discovery, and current understanding. Detection methods. Types of exoplanets. Circumstellar habitable zone. How to find life in exoplanets.


V - GALAXIES AND COSMOLOGY

1. Our own galaxy: the Milky Way.
Structure and composition of the Milky Way: history and current understanding. Stellar populations. Interstellar matter. Galactic rotation curve.

2. External galaxies.
History of the discovery and current understanding. The distances of galaxies: "red-shift" and Hubble's law. The expansion of the Universe.
Telescopes as space-time machines. Morphology of galaxies. Galaxies and dark matter. Active galaxies.
        
3. Large scale structure of the Universe.
Galaxy groups and clusters. Dark matter in clusters of galaxies. The cosmic web: basics of hierarchical structure formation in the Universe.

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Modalità di insegnamento

ll corso è erogato dal docente in modalità tradizionale: le lezioni vengono tenute utilizzando la lavagna.  Diapositive di supporto alle lezioni vengono proiettate (e rese disponibili agli studenti come materiale didattico)  per mostrare principalmente immagini astronomiche, difficilmente riproducibili alla lavagna.

 

The course is taught in a traditional way: any useful information is written on the board. Slides are used only as a support to the lectures, mostly to show astronomical images that cannot easily be drawn on the board.  All the slides are made available (on-line) to the students.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

La prova d'esame si articola in due parti: nella prima parte al/la candidato/a viene richiesto di esporre, in un tempo di dieci minuti, un argomento da lui/lei scelto tra quelli trattati dal docente durante il corso; nella seconda parte al/la candidato/a vengono poste domande su altri argomenti, a scelta del docente, che siano parte del programma svolto.  Sia l'esposizione dell'argomento a scelta che l'elaborazone delle risposte alle domande poste dal docente prevedono l'utilizzo della lavagna. La prova è valutata in trentesimi.  Per superarla occorre conseguire un punteggio di almeno 18/30.

 

The exam is composed of two parts. In the fhe first part, the student will deliver a 10-minute talk on a topic he/she selects among  the subjects of the course. In the second part, the teacher will ask the student questions on some of the topics that are part of the course program. In both the first and the second part of the exam, the student will have to use the board. The grade can vary between 18/30 and 30/30 cum laude.

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Testi consigliati e bibliografia

Il corso non ha un unico testo di riferimento, ma un insieme di testi (motivo per cui si consiglia fortemente la frequenza delle lezioni).

 

D. A. Rothery, N.McBride & I. Gilmour ,  "An introduction to the Solar System",  Cambridge University Press

J. Simon Clark, S.F. Green, M.H. Jones & U. Kolb  -  "An introduction to Sun and Stars",  Cambridge University Press

D. A. Rothery, I. Gilmour & M. A. Sephton - " An Introduction to Astrobiology", Cambridge University Press

L.S. Sparke & S.J. Gallagher - "Galaxies in the Universe - An Introduction", Cambridge University Press

P. Bakulin, E. Kononovic & V. Moroz - "Astronomia Generale", Editori Riuniti

 

Most of the course is based on the following books:

D. A. Rothery, N.McBride & I. Gilmour ,  "An introduction to the Solar System",  Cambridge University Press

J. Simon Clark, S.F. Green, M.H. Jones & U. Kolb  -  "An introduction to Sun and Stars",  Cambridge University Press

D. A. Rothery, I. Gilmour & M. A. Sephton - " An Introduction to Astrobiology", Cambridge University Press

L.S. Sparke & S.J. Gallagher - "Galaxies in the Universe - An Introduction", Cambridge University Press

P. Bakulin, E. Kononovic & V. Moroz - "Astronomia Generale", Editori Riuniti

 

 

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Note

La frequenza delle lezioni non è obbligatoria, ma fortemente consigliata, soprattutto per il fatto che non esiste un unico testo di riferimento per il corso.

 

Per affrontare il corso, sono indispensabili:

- Alcune nozioni di matematica e trigonometria che si considerano acquisite nelle scuole primarie, secondarie inferiori e secondarie superiori. In particolare, risulta essenziale la conoscenza di: operazioni (addizione, sottrazione, moltiplicazione e divisione); espressioni algebriche; proprieta` di potenze e logaritmi; funzioni seno, coseno e tangente; proprieta` dei triangoli rettangoli e teorema di Pitagora; angoli formati da due rette parallele tagliate da una trasversale. 

- Le conoscenze di Fisica acquisite nel corso di Fisica con Laboratorio. In particolare, risultano indispensabili le nozioni di: dimensioni delle grandezze fisiche e unita` di misura; somma e sottrazione di vettori; principi della dinamica; cinematica: moto rettilineo uniforme, moto circolare uniforme e moto uniformemente accelerato.

Class attendance is not mandatory, however it is strongly recommended. The lectures are drawn from a number of textbooks: taking lecture notes is thus essential.

Basic knowledge of Mathematics and Physics is required to proficiently attend the course.

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Orario lezioniV

Lezioni: dal 03/10/2018 al 18/01/2019

Nota: Le lezioni si svolgeranno ogni mercoledi` del primo semestre.

Le lezioni del mercoledi` di svolgeranno sempre presso l'Aula TE9 di Torino Esposizioni, dalle ore 11:15 alle ore 13, ad eccezione di:
- mercoledi` 12/12/2018, in cui la lezione si terra` presso l'aula D del Dipartimento di Fisica, con orario 11:15-13:00;
- mercoledi` 19/12/2018, in cui la lezione si terra` presso l'aula Franzinetti del Dipartimento di Fisica, con orario 11:15-13:00;
- mercoledi` 09/01/2019, in cui la lezione si terra` presso l'aula A del Dipartimento di Fisica, con orario 16:15-18:00.

Sono in programma anche due lezioni nei pomeriggi del venerdi`, presso le aule seguenti e con i seguenti orari:
- venerdi` 07/12/2018: aula D, Dipartimento di Fisica, orario 16:15-18:00;
- venerdi` 18/01/2019: aula TE9, orario 11:15-13:00.

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    Ultimo aggiornamento: 27/05/2019 15:16
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