Professor Elgarøy avslører: Hva DU bør repetere før AST1100-eksamen!

Transkript

1 Professor Elgarøy avslører: Hva DU bør repetere før AST1100-eksamen! Jeg burde starte med noen blomstrende ord om at målet med å ta et kurs er å lære mest mulig og å utvikle seg personlig, ikke å gjøre det bra på eksamen. Og det er helt sant, men neppe hva du trenger å høre når eksamen nærmer seg med stormskritt. Det du antageligvis ønsker å høre er hva du bør repetere, eller kanskje aller helst hva du ikke trenger å repetere. Hva du bør prioritere å gjøre er selvsagt styrt av hvilke eksamensoppgaver jeg gir. Så hadde du bare visst det Jeg kan selvsagt ikke gi deg oppgavene på forhånd, men det er heller ikke noe poeng for meg overraske deg maksimalt. Derfor får du vite at: - Eksamen vil bestå av tre oppgaver. - Den ene oppgaven vil dreie seg om stjerneutvikling. - De to andre oppgavene handler om sorte hull. - Ingen oppgaver vil handle om programmering og numerisk problemløsning. Dermed vet du en god del allerede om hva du bør prioritere. At oppgavene er hentet fra stoffet jeg har gjennomgått etter midtveiseksamen betyr imidlertid ikke at du ikke bør ta en titt på dette stoffet også. For å forstå generell relativitetsteori, bør man ha begrepene i spesiell relativitetsteori på plass. Skal man skjønne stjerneutvikling, bør sentrale begreper som luminositet og spektrallinjer være kjent. Generelle og selvfølgelige råd som du sikkert har tenkt ut selv allerede: - Siden eksamen består av regneoppgaver, er det bedre å bruke tiden på å løse oppgaver enn å lese. Regn oppgaver i forelesningsnotatene og det som er relevant i gamle eksamensoppgaver. - Det er liten vits i å pugge formler. Det er derimot viktig å skjønne hva de betyr, hvilke antagelser de bygger på, og når de kan brukes.

2 - Detaljer i lange utledninger er ikke viktige nå. Men det er bra å vite hvilke antagelser og fysiske prinsipper et resultat bygger på. Her er hva jeg mener du bør legge vekt på i forelesningsnotatene: Kapittel Prinsippene bak den generelle løsningen av tolegemeproblemet og hva løsningen beskriver. - Begrepene massesenter, massesenter- og relativbevegelse, redusert masse. - Sammenhengen mellom bevaring av banespinn og Keplers andre lov. Kapittel 3 - Dopplereffekten og hvordan vi kan bruke den til å oppdage eksoplaneter ved å observere stjernespektra. - Hvordan vi kan bruke Keplers tredje lov til å finne (nedre grenser for) masser til eksoplaneter. - Formørkelsesmetoden, under hvilke betingelser den kan brukes og hvordan den kan gi oss planetens radius. Kapittel 4 - Kjenne strukturen og dimensjonene til en spiralgalakse som Melkeveien i grove trekk. - Keplers tredje lov og forventet rotasjonskurve basert på den synlige massen. - Typisk oppførsel for de observerte rotasjonskurvene. - Tankegangen som leder til ligning (2) i kapittelet. Kapittel 5 NB! Merk at dette kapittelet ble forelest etter midtveiseksamen i forbindelse med stjerneutvikling. - Antagelsene som gjøres i utledningen av virialteoremet (ikke alle de morsomme triksene vi gjorde for å regne oss fram til det). - Eksempler på bruk av virialteoremet.

3 Kapittel 6 - Hva et sort legeme og sort legemestråling er. - Hvordan spekteret til et sort legeme ser ut. - Wiens lov og Stefan- Boltzmanns lov. - Begrepene luminositet, utstrålt fluks, mottatt fluks. - Hva tilsynelatende og absolutt størrelsesklasse er. - Spektrallinjer og hvorfor termiske effekter gir dem en bredde. Kapittel Hva et inertialsystem er, og de to prinsippene som fører til den spesielle relativitetsteorien. - Intervallet og hvordan det brukes til å forbinde to hendelser observert i ulike inertialsystemer. - Begrepet egentid ( proper time ). - Lorentztransformasjonen og hvordan den brukes til å forbinde en enkelt hendelse observert i to ulike intertialsystemer. Kapittel Hva en firervektor er og hvorfor de er nyttige i spesiell relativitetsteori. - Skalarproduktet mellom to firervektorer hastighet og 4- bevegelsesmengde. - Bevaring av relativistisk energi og bevegelsesmengde. Kapittel Parallakse, dens fordeler og begrensninger. - Hertzsprung- Russell- diagrammet (HR- diagrammet). - Standardlyskilder som avstandsindikatorer. Kapittel HR- diagrammet. Hovedserien, plassering av andre typer stjerner.

4 - Hvordan plassering i HR- diagrammet indikerer radius for ulike typer stjerner. - Hydrodynamisk likevekt. Hva det betyr, og hva ligningen for hydrodynamisk likevekt betyr fysisk. Kapittel NB! Avsnittet om GPS er ikke pensum i år. - Enhetene vi bruker i GR. - Schwarzschildintervallet. - Lokale inertialsystemer og ekvivalensprinsippet. - Definisjonen av r- koordinaten. - De tre ulike typer observatører. - Relasjon mellom tid og avstand for skallobservatøren og langt- unna- observatøren. - Bevaring av E/m og L/m. - Fritt fall mot sort hull. Kapittel 17 - Forstå hvor ligning (1), (2) og (3) kommer fra. - Forstå tankegangen bak det effektive potensialet og hvordan det kan brukes til å studere radialbevegelse. Kapittel 18 Her kan jeg bare si det du kanskje akkurat nå synes er de to vakreste ordene i det norske språket: Ikke pensum. Kapittel 19 - Hvorfor vi trenger kvantefysikk for å få fusjon i stjerner. - Proton- proton- kjeden, CNO- syklusen, trippel- alfaprosessen og hvilke stjerner de er viktige i. Kapittel 20

5 - Relasjonene mellom luminositet og masse, levetid på hovedserien og masse, og effektiv temperatur og masse for stjerner på hovedserien. - De grove, kvalitative trekkene i utviklingen etter hovedserien. Kapittel 21 - Trykk og hvordan vi kan regne det ut hvis vi kjenner fordelingsfunksjonen. - Hva det vil si at en gass er degenerert. - Pauliprinsippet og fermioner. - Hva Fermienergi og Fermiimpuls er. - Hvorfor trykket i en degenerert gass bare avhenger av tettheten. Kapittel 22 - Masse- radius- relasjon for hvite dverger. Hvorfor radien avtar med økende masse. - Chandrasekharmassen og årsaken til at vi har en øvre grense for massen til en hvit dverg. - De grove, kvalitative trekkene i en kjernekollaps- supernova. - Hva en nøytronstjerne er og sammenhengen med pulsarer. Lykke til med eksamensforberedelsene! Jeg håper at du synes kurset har vært interessant, kanskje til og med så morsomt at du har lyst til å ta flere astrofysikkemner. Astrofysikk er det mest fantastiske faget i universet, og astrofysikere er de lykkeligste menneskene på jorden. Kom og bli en av oss!