NAST001 – Sluneční fyzika
Naposledy změněno 22. 5. 2024
Anotace predmetu
SIS MFF UK
Aktuálně LS2023/2024
LS2022/2023
Lectures:
- Introductory crash-course
- Internal structure and evolution
- Convection in the Sun
- Solar atmosphere
- Solar rotation, coordinate systems
- Oscillations
- Helioseismology
- Dynamo
- Magnetic structures
- Solar flares
- Corona
- Spaceweather and predictions of solar activity
Exams: here an "exam package" is available. That is the list of questions (one randomly selected from the topics of solar oscillations
and helioseismology, second from the rest of the topics, the third part consists of 10 randomly chosen terms related to the physics of the Sun) and the Python codes that will be used
for the random selection. The exams will have the usual form (albeit over Zoom), that is the pick-up of the questions, then some time to prepare, and the the discussion over the questions
including the on-the-fly answering the randomly chosen terms. If you want to try to pass the exam in advance, contact me via email.
Lectures:
- Introductory crash-course
- Internal structure and evolution
- Convection in the Sun
- Solar atmosphere
- Solar rotation, coordinate systems
- Oscillations
- Helioseismology
- Dynamo
- Magnetic structures
- Solar flares
- Corona
- Spaceweather and predictions of solar activity
LS2020/2021
Lectures:
- Introductory crash-course
- Internal structure and evolution
- Convection in the Sun
- Solar atmosphere
- Solar rotation, coordinate systems
- Oscillations
- Helioseismology
- Dynamo
- Magnetic structures
- Solar flares
- Corona
- Spaceweather and predctions of solar activity
Next online consultation over the unclarities and lecture-related issues: May 27th, 13.30 over Zoom.
Prezentace k přednáškám LS2019/2020
- [PPTX] Slunce jako hvězda/The Sun as a star
- [PPTX] Vnitřní struktura/Internal structure and evolution
- [PDF] Hand-written notes on internal structure and convection with equations in English
- Psané poznámky v češtině, jež byly v předloňském roce reprodukovány na tabuli
- [PDF] První část (od vnitřní struktury po oscilace)
- [PDF] Druhá část (od helioseismologie po předpovědi aktivity)
- [PDF] Od Davida z helioseismologie
Prezentace k přednáškám LS2018/2019
- [PPTX] Slunce jako hvězda/The Sun as a star
- [PPTX] Vnitřní struktura/Internal structure and evolution
- [PPTX] Konvekce/Convection
- [PDF] Hand-written notes on internal structure and convection with equations in English
- [PPTX] Atmosféra
- [PDF] Hand-written notes on atmosphere in English
- [PPTX] Rotace
- [PDF] Helioseismologie
- [PDF] Davidovy poznámky k oscilacím a helioseismologii
- [PPTX] Magnetismus Slunce
- [PDF] Hand-written notes on solar magnetism in English
- [PPTX] Erupce
- [PPTX] Koróna, sluneční vítr
- [PDF] Hand-written notes on solar flares and corona in English
- [PPTX] Kosmické počasí, předpovědi aktivy
- Psané poznámky, jež byly v loňském roce reprodukovány na tabuli
- [PDF] První část (od vnitřní struktury po oscilace)
- [PDF] Druhá část (od helioseismologie po předpovědi aktivity)
- [PDF] Od Davida z helioseismologie
Prezentace k přednáškám LS2017/2018
- [PPTX] Slunce jako hvězda
- [PPTX] Vnitřní struktura
- [PPTX] Konvekce
- [PPTX] Atmosféra
- [PPTX] Rotace
- [PPTX] Oscilace
- [PPTX] Helioseismologie
- [PPTX] Magnetismus Slunce
- [PPTX] Erupce
- [PPTX] Koróna, sluneční vítr
- [PPTX] Kosmické počasí, předpovědi aktivy
- Psané poznámky, jež byly reprodukovány na tabuli
- [PDF] První část (od vnitřní struktury po oscilace)
- [PDF] Druhá část (od helioseismologie po předpovědi aktivity)
- [PDF] Od Davida z helioseismologie
Prezentace k přednáškám LS2016/2017
- [PPTX] Slunce jako hvězda
- [PPTX] Vnitřní struktura
- [PPTX] Konvekce
- [PPTX] Atmosféra
- [PPTX] Rotace
- [PPTX] Oscilace
- [PPTX] Helioseismologie
- [PPTX] Magnetismus Slunce
- [PPTX] Erupce
- [PPTX] Koróna, sluneční vítr
- [PPTX] Kosmické počasí, předpovědi aktivy
- Psané poznámky, jež byly reprodukovány na tabuli
- [PDF] První část (od vnitřní struktury po oscilace)
- [PDF] Druhá část (od helioseismologie po předpovědi aktivity)
- [PDF] Od Davida z helioseismologie
Prezentace k přednáškám LS2014/2015
- [PDF] Slunce jako hvězda
- [PDF] Vnitřní struktura
- [PDF] Konvekce
- [PDF] Atmosféra
- [PDF] Rotace
- [PDF] Oscilace
- [PDF] Helioseismologie
- [PDF] Magnetismus Slunce
- [PDF] Erupce
- [PDF] Koróna, sluneční vítr
- [PDF] Kosmické počasí, předpovědi aktivity
- Psané poznámky, jež byly reprodukovány na tabuli
- [PDF] První část (od vnitřní struktury po oscilace)
- [PDF] Druhá část (od helioseismologie po předpovědi aktivity)
Prezentace k přednáškám LS2013/2014
- Slunce jako hvězda (motivace/opakování) — [PDF] prezentace
- Vnitřní struktura a vývoj Slunce — [PDF] prezentace, [PDF] sken poznámek psaných na tabuli
- Konvekce ve Slunci — [PDF] prezentace, [PDF] a [PDF] sken poznámek psaných na tabuli
- Sluneční atmosféra — [PDF] prezentace, [PDF] a [PDF] sken poznámek psaných na tabuli
- Oscilace — [PDF] prezentace, [PDF] sken poznámek psaných na tabuli
- Helioseismologie — [PDF] prezentace, [PDF] sken poznámek psaných na tabuli
- Rotace Slunce, souřadnice — [PDF] prezentace, [PDF] sken poznámek psaných na tabuli
- Sluneční magnetismus — [PDF] prezentace, [PDF] a [PDF] sken poznámek psaných na tabuli
- Sluneční erupce — [PDF] prezentace, [PDF] sken poznámek psaných na tabuli
- Koróna, sluneční vítr — [PDF] prezentace, [PDF] sken poznámek psaných na tabuli
- Kosmické počasí, předpovědi aktivity — [PDF] prezentace
Prezentace k přednáškám LS2012/2013
Prednaska probihala podle programu LS2007/2008.
Prezentace k přednáškám ZS2011/2012
- Sluneční oscilace (poznámky s rovnicemi)
- Helioseismologie (poznámky s rovnicemi a animace p-mody na celém disku, p-mody ve výřezu, p-mody v oblasti skvrny, rychlost zvuku pod skvrnou, dění pod sluneční skvrnou a indukované oscilace po sluneční erupci)
- Konvekce (poznámky s rovnicemi, animace granulace)
- Rotace Slunce a souřadnicové systémy (poznámky s rovnicemi a animace výsledků numerické simulace)
- Sluneční magnetismus (poznámky s rovnicemi k opakování MHD, poznámky s rovnicemi k dynamu, poznámky s rovnicemi ke skvrnám, animace sluneční cyklus z pohledu magnetického pole, omega-efekt, alfa-efekt, animace pohybů v moatu ve viditelném světle, magnetickém poli a dopplerovské složce rychlosti, vynořování v aktivní oblasti magnetického pole během tří otoček a totéž z pohledu rychlosti zvuku pod oblastí, pohyby jemných struktur, Schlichenmaierův model penumbry: teplota a magnetické pole a radiální rychlost)
- Uvolňování energie, sluneční erupce (poznámky s výpočty a animace erupce z Hinode, simulace rekonexe (Bárta a Karlický 2006), erupce z BBSO v čáře H-alfa, formování poerupčních smyček na disku a na kraji disku a erupce jako komplex jevů procházejících celou atmosférou)
- Koróna, sluneční vítr (poznámky s výpočty)
- Mělo být probíráno s Dr. Brožem:
Prezentace k přednáškám LS2007/2008
- Slunce jako hvězda a aktivita hvězd slunečního typu (animace erupce z Hinode)
- Vnitřní struktura Slunce (poznámky s rovnicemi)
- Konvekce (poznámky s rovnicemi, animace granulace)
- Sluneční atmosféra (poznámky s rovnicemi)
- Sluneční oscilace (poznámky s rovnicemi)
- Helioseismologie (poznámky s rovnicemi a animace p-mody na celém disku, p-mody ve výřezu, p-mody v oblasti skvrny, rychlost zvuku pod skvrnou, dění pod sluneční skvrnou a indukované oscilace po sluneční erupci)
- Rotace Slunce a souřadnicové systémy (poznámky s rovnicemi a animace výsledků numerické simulace)
- Základy/opakování MHD (poznámky s rovnicemi)
- Sluneční dynamo (poznámky s rovnicemi, animace sluneční cyklus z pohledu magnetického pole, omega-efekt, alfa-efekt)
- Sluneční skvrny (poznámky s rovnicemi, animace pohybů v moatu ve viditelném světle, magnetickém poli a dopplerovské složce rychlosti, vynořování v aktivní oblasti magnetického pole během tří otoček a totéž z pohledu rychlosti zvuku pod oblastí, pohyby jemných struktur, Schlichenmaierův model penumbry: teplota a magnetické pole a radiální rychlost)
- Uvolňování energie, sluneční erupce (poznámky s výpočty a animace erupce z Hinode, simulace rekonexe (Bárta a Karlický 2006), erupce z BBSO v čáře H-alfa, formování poerupčních smyček na disku a na kraji disku a erupce jako komplex jevů procházejících celou atmosférou)
- Koróna, sluneční vítr (poznámky s výpočty)
- Sluneční cykly, předpovědi aktivity
- Specifika slunečních pozorování
- Vybrané kapitolky z astrofyziky (ZS 2008/2009): Dynamika konvektivní zóny a sluneční dynamo a poznámky s výpočty. Dále video vývoje granulace, supergranulace a obřích buněk.
Literatura
Dobrá odborná (tedy na úrovni studenta vysoké školy) literatura na téma sluneční fyziky v češtině neexistuje.
- Stix, Michael 2004, The Sun : An Introduction, 2nd Edition by Michael Stix. Astronomy and Astrophysics Library, Springer. ISBN: 3540207414
- Stix, Michael 1989, The Sun. An Introduction, Astronomy and Astrophysics Library. Springer.
- Foukal, Peter V. 2004, Solar Astrophysics, 2nd Revised Edition, Wiley-VCH. ISBN 978-3540207412.
- Gibson, E. G. 1973, The Quiet Sun, NASA SP
- Sturrock, P. A. 1986, Physics of the Sun, Volumes I-III., Reidel
- Žijící přehledy ze sluneční fyziky: http://solarphysics.livingreviews.org/
- Kippenhahn, Rudolf 1994, Discovering the Secrets of the Sun, Chichester. (v českém překladu Odhalená tajemství Slunce, edice Kolumbus, nakladatelství Mladé fronty, 1999).
Poděkování a omluvy
Omluva všem studentům, pro něž byl můj výklad příliš matoucí. Poděkování Sashovi Kosovichevovi, jehož přednášky navštívené
v lednu a únoru 2008 na Stanfordově univerzitě byly velkou inspirací.
Michal Švanda, svanda(zavinac)sirrah.troja.mff.cuni.cz