ПРОГРАММА-МИНИМУМ кандидатского экзамена по специальности 01.03.03 «Физика Солнца»

Материал из ISTP SB RAS.

Содержание

[править] Введение

В основу данной программы положены следующие дисциплины: общий курс астрофизики, курс практической астрофизики, теоретическая астрофизика и радиоастрономия. Программа разработана экспертным советом Высшей аттестационной комиссии Министерства образования Российской Федерации по физике при участии ИЗМИРАН и ИСЗФ СО РАН.

[править] 1. Приборы и методы исследования Солнца.

Горизонтальные и башенные телескопы. Фотогелиографы и хромосферные телескопы.

Внезатменный коронограф (типа Лио; с внешним затмением). К-коронометр.

Спектрограф, дифракционная решетка. Интерференционно-поляризационный фильтр. Эталоны Фабри—Перо. Спектрофотометрия.

Фотографическая эмульсия. Характеристическая кривая. Основное свойство фотоэмульсии. Эквиденситы. Фотографическая фотометрия.

Фотоэлектрические приемники радиации. Фотоумножитель. Электронно-оптический преобразователь. ПЗС–матрицы. Калибровки. Стандартизация.

Спектрогелиограф.

Поляриметрия. Поляроиды. Призма Волластона. Пластинки λ /2 и λ /4. Электрооптические устройства. Параметры Стокса.

Методы измерений магнитного поля и лучевых скоростей Солнца. Вектор-магнитограф. Метод Лейтона. Солнечные магнитографы и стоксметры.

Внеатмосферные наблюдения Солнца, основные приборы и методы. Рентгеновские, ультрафиолетовые, инфракрасные телескопы: особенности схем и конструкций.

Аппаратура и методика радиоастрономических наблюдений Солнца (основные положения).

[править] 2. Солнце как звезда и его внутреннее строение

Спектральный класс, класс светимости, положение на диаграмме Герцшпрунга—Рассела. Возраст. Вращение.

Химический состав Солнца. Методы определения.

Глобальное магнитное поле Солнца. Переполюсовка.

Гидростатическое равновесие солнечного вещества; баланс сил, лучистое трение.

Источник солнечной энергии. Ядерные циклы. Солнечные нейтрино. Радиативная зона Солнца.

Конвективная зона Солнца. Условие возникновения конвекции. Конвективный перенос энергии.

Грануляция. Наблюдения и теоретические результаты.

Конвекция сверхсупергрануляционных масштабов (гигантские ячейки). Конвекция в присутствии вращения и магнитных полей.

Гелиосейсмология. Спектр собственных колебаний.

[править] 3. Физика солнечной плазмы

Основные параметры солнечной атмосферы. Кулоновское взаимодействие. Квазинейтральность. Проводимость. Теплопроводность.

Магнитная гидродинамика. Основные уравнения. Понятия вмороженности. Силы, действующие на плазму в магнитном поле. Магнитостатика. Бессиловые и потенциальные поля. Численные МГД методы.

Колебания в плазме. Звуковые и МГД-волны. Бесстолкновительные ударные волны. Перенос и диссипация энергии в плазме. Проблема нагрева хромосферы и короны.

Устойчивость. Методы исследования устойчивости. Энергетический принцип.

Пересоединения магнитных силовых линий. Токовые слои. Понятия о теории динамо.

[править] 4. Внешние слои Солнца

Фотосфера, непрерывный спектр, потемнение к краю. Фраунгоферов спектр. Грануляция. Пятиминутные колебания.

Хромосфера, ее структура, плотность, температура. Спикулы, Супергрануляция и хромосферная сетка. Протуберанцы, их типы, физические свойства, устойчивость.

Корона Солнца, строение, яркость и поляризация. Непрерывный и линейчатый спектр. Температура и плотность. Ионизационное равновесие.

Излучение Солнца в видимой, рентгеновской и далекой ультрафиолетовой областях спектра. Радиационное остывание. Механизмы «уширения» спектральных линий. Линии поглощения.

Баланс энергии в атмосфере Солнца. Источники нагрева и охлаждения. Переходная область между хромосферой и короной.

Магнитные поля на Солнце: крупномасштабное поле, локальные поля Солнечные пятна. Биполярные области. Тонкая структура полей.

Радиоизлучение спокойного Солнца и активных областей: спектр, поляризация. Всплески радиоизлучения I-Y типов, причины возникновения их радиоизлучения, особенности всплесков в сантиметровом и дециметровом диапазонах. Низкочастотное радиоизлучение (гектометровый и километровый диапазоны). Исследование Солнца радиоастрономическими методами.

[править] 5. Солнечная активность

Активные области и их магнитные поля. Число Вольфа.

Солнечные циклы. Главные закономерности динамики распределения активных областей в 11-летнем солнечном цикле.

Солнечная вспышка. Механизмы накопления и быстрого выделения энергии над активной областью. Наблюдения вспышки в различных областях спектра. Вторичные процессы.

Корональные выбросы массы, их связь со вспышкой и воздействие на магнитосферы планет.

Петли и яркие рентгеновские точки. Удержание и нагревание плазмы в квазистационарных магнитных структурах.

Солнечные космические лучи в спокойные и активные периоды. Потоки галактических и солнечных космических лучей на Землю по данным нейтронных Мониторов. Влияние межпланетного магнитного поля. Фарбуш-эффект.

[править] 6. Корпускулярное излучение Солнца и межпланетная среда

Расширяющаяся корона и солнечный ветер. Теория Паркера. Основные характеристики межпланетной среды.

Высокоскоростные потоки и их связь с корональными дырами и корональными выбросами массы. Ударные волны в солнечном ветре.

Структура межпланетного магнитного поля. Взаимодействие межпланетной среды с магнитосферой Земли. Причины, вызывающие суббури и главную фазу бури.

Связь суббурь с солнечными вспышками. Повторяемость магнитных бурь.

[править] Основная литература

Представиться системе