TECNICHE DI OSSERVAZIONE ED ANALISI DATI IN ASTROFISICA

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1 Testi del Syllabus Docente LEPRETI FABIO Matricola: Anno offerta: Insegnamento: Corso di studio: Anno regolamento: 2012 CFU: Settore: Tipo attività: 2013/ TECNICHE DI OSSERVAZIONE ED ANALISI DATI IN ASTROFISICA FISICA 5 Partizione studenti: - Anno corso: Periodo: Sede: FIS/05 B - Caratterizzante 2 Primo Semestre UNIVERSITA' DELLA CALABRIA

2 Testi in italiano Lingua insegnamento Italiano Contenuti Osservazioni dell'atmosfera solare con telecopi terrestri. Strumentazione post-focus: spettrografi e filtri monocromatori. Strumentazione per la misura della distribuzione di velocità di plasmi spaziali. Magnetometri. Analisi di immagini monocromatiche e campi di velocità dell'atmosfera solare. Analisi di grandezze fisiche misurate nello spazio interplanetario. Testi di riferimento E. Landi degl'innocenti, Fisica Solare, Springer (2008) M.Stix, The Sun An Introduction, Springer (2002) Analysis Methods for Multi-Spacecraft Data, ISSI (1998) Obiettivi formativi Prerequisiti Conoscenza di alcune tecniche di osservazione e misura utilizzate in fisica solare e dell'eliosfera. Acquisizione della capacità di utilizzare opportune tecniche di analisi dati per lo studio dei fenomeni fisici che avvengono nel Sole e nell'eliosfera. E' richiesta la conoscenza dei concetti fondamentali di Meccanica, Elettromagnetismo, Ottica. Metodi didattici Lezioni e laboratorio Altre informazioni Modalità di verifica dell'apprendimento Programma esteso Orario di ricevimento: mercoledì 15:30-17:30. Su appuntamento negli altri giorni. Studio docente: edificio 33B - piano 5 - stanza 6 fabio.lepreti@fis.unical.it Recapito telefonico: Prove di accertamento durante lo svolgimento delle lezioni. Lezioni Generalità sulle osservazioni dell'atmosfera solare con telescopi terrestri. Seeing nelle osservazioni solari da Terra. Point Spread Function (PSF). Parametro di Fried. Diffrazione di Fraunhofer da una fenditura e da una doppia fenditura. Reticoli di diffrazione. Spettrografi a reticolo, dispersione, potere risolutivo, intervallo libero spettrale (FSR). Spettroeliografo. Filtro birifrangente di Lyot. Filtro universale birifrangente (UBF). Interferometro di Fabry-Perot. Filtri monocromatori con più elementi in serie. Misura della distribuzione di velocità di un plasma spaziale. Analizzatore TOP-HAT e campionamento in angolo solido. Campionamento in energia e angolo solido di un analizzatore in rotazione. Analisi di massa tramite tempo di volo (TOF). Rivelatore a MCP. Efficienza del sistema rivelatore-contatore. Ricostruzione della funzione di distribuzione delle velocità dai conteggi misurati. Calcolo dei momenti della funzione di distribuzione misurata. Magnetometri searchcoil e fluxgate. Analisi di scala delle funzioni di densità di probabilità (PDF) di fluttuazioni di campi turbolenti. Laboratorio Calcolo di funzioni di densità di probabilità (PDF) di grandezze fisiche misurate. Trasformate di Fourier discrete. Densità spettrale. Introduzione al linguaggio IDL. Analisi di immagini monocromatiche della fotosfera solare. Calcolo del profilo di una riga di assorbimento fotosferica e della velocità Doppler. Analisi statistica di velocità Doppler fotosferiche e cromosferiche. Spettri di Fourier in frequenza di velocità Doppler fotosferiche e cromosferiche. Analisi di grandezze fisiche misurate nello spazio interplanetario. Spettri di Fourier di grandezze fisiche misurate nello spazio interplanetario. PDF delle fluttuazioni di grandezze fisiche

3 misurate nello spazio interplanetario.

4 Testi in inglese Lingua insegnamento Italian Contenuti Testi di riferimento Obiettivi formativi Prerequisiti Observations of the solar atmosphere with Earth telescopes. Post-focus instrumentation: spectrographs and monochromatic filters. Instrumentation for the measurement of the velocity distribution of space plasmas. Magnetometers. Analysis of monochromatic images and velocity fields of the solar atmosphere. Analysis of physical quantities measured in the interplanetary space. E. Landi degl'innocenti, Fisica Solare, Springer (2008), in italian M.Stix, The Sun An Introduction, Springer (2002) Analysis Methods for Multi-Spacecraft Data, ISSI (1998) Knowledge of some observation and measurement techniques used in solar and heliospheric physics. Achievement of the skill in using data analysis techniques suitable for the study of physical phenomena occurring in the Sun and heliosphere. A basic knowledge of Mechanics, Electromagnetism, and Optics is required. Metodi didattici Lectures and lab Altre informazioni Modalità di verifica dell'apprendimento Programma esteso Office hours for students: wednesday 15:30-17:30. By appointment in the other days. Office: building 33B, 5th floor - room 6 fabio.lepreti@fis.unical.it Telephone: Mid term learning tests. Lectures Introduction to observations of the solar atmosphere with earth telescopes. Seeing of solar observations with earth telescopes. Point spread function (PSF). Fried parameter. Fraunhofer diffraction at a single slit and at a double slit. Diffraction gratings. Grating spectrographs, dispersion, resolving power, free spectral range (FSR). Spectroheliograph. Birefringent Lyot filter. Universal birefringent filter (UBF). Fabry-Perot interferometer. Multi-element monochromators. Measurement of velocity distributions of space plasmas. TOP-HAT analyser. Energy sampling and solid angle coverage of a rotating analyser. Mass per charge analysis through time of flight (TOF). Microchannel Plate Chevron Pair (MCP) Detector. Efficiency of the detector-counter system. Calculation of the velocity space density from the measured counts. Moments of the measured velocity distributions. Search-coil magnetometer. Flux-gate magnetometer. Scaling analysis of the probability density functions (PDFs) of turbulent field fluctuations. Laboratory Calculation of PDFs of measured quantities. Discrete Fourier transforms. Spectral density. Introduction to IDL language. Analysis of monochromatic images of the solar photosphere. Reconstruction of the profile of photospheric absorption lines and Doppler velocity calculation. Statistical analysis of photospheric and chromospheric Doppler velocities. Frequency Fourier spectra of photospheric and chromospheric Doppler velocities. Analysis of physical quantities measured in the interplanetary space. Fourier spectra of physical quantities measured in the interplanetary space. PDFs of fluctuations of physical quantities

5 measured in the interplanetary space.