Universität Wien

280540 VU Dynamische Systeme in der Astronomie (2024W)

3.00 ECTS (2.00 SWS), SPL 28 - Erdwissenschaften, Meteorologie - Geophysik und
Prüfungsimmanente Lehrveranstaltung
Moodle
Fr 08.11. 09:45-11:15 Seminarraum 2 Astronomie Sternwarte, Türkenschanzstraße 17

An/Abmeldung

Hinweis: Ihr Anmeldezeitpunkt innerhalb der Frist hat keine Auswirkungen auf die Platzvergabe (kein "first come, first served").

Details

max. 20 Teilnehmer*innen
Sprache: Deutsch

Lehrende

Termine (iCal) - nächster Termin ist mit N markiert

Vorbesprechung und erste Lehrveranstaltung am Freitag, 4.10. 2024 um 9:45 im Seminarraum 2 der Univ.-Sternwarte.
Stand 3.10.: es sind noch Plätze vorhanden, eine Anmeldung ist noch möglich. Bitte hierfür in die Vorbesprechung kommen, oder bei berechtigter Verhinderung mir eine Email schreiben.

Ab November sind einige Termine nach Vereinbarung im PC-Labor (Sternwarte) vorgesehen.

  • Freitag 04.10. 09:45 - 11:15 Seminarraum 2 Astronomie Sternwarte, Türkenschanzstraße 17
  • Freitag 11.10. 09:45 - 11:15 Seminarraum 2 Astronomie Sternwarte, Türkenschanzstraße 17
  • Freitag 18.10. 09:45 - 11:15 Seminarraum 2 Astronomie Sternwarte, Türkenschanzstraße 17
  • Freitag 25.10. 09:45 - 11:15 Seminarraum 2 Astronomie Sternwarte, Türkenschanzstraße 17
  • Freitag 15.11. 09:45 - 11:15 Seminarraum 2 Astronomie Sternwarte, Türkenschanzstraße 17
  • Freitag 22.11. 09:45 - 11:15 Seminarraum 2 Astronomie Sternwarte, Türkenschanzstraße 17
  • Freitag 29.11. 09:45 - 11:15 Seminarraum 2 Astronomie Sternwarte, Türkenschanzstraße 17
  • Freitag 06.12. 09:45 - 11:15 Seminarraum 2 Astronomie Sternwarte, Türkenschanzstraße 17
  • Freitag 13.12. 09:45 - 11:15 Seminarraum 2 Astronomie Sternwarte, Türkenschanzstraße 17
  • Freitag 10.01. 09:45 - 11:15 Seminarraum 2 Astronomie Sternwarte, Türkenschanzstraße 17
  • Freitag 17.01. 09:45 - 11:15 Seminarraum 2 Astronomie Sternwarte, Türkenschanzstraße 17
  • Freitag 24.01. 09:45 - 11:15 Seminarraum 2 Astronomie Sternwarte, Türkenschanzstraße 17
  • Freitag 31.01. 09:45 - 11:15 Seminarraum 2 Astronomie Sternwarte, Türkenschanzstraße 17

Information

Ziele, Inhalte und Methode der Lehrveranstaltung

Von Flugbahnen im Sonnensystem zu Sternorbits in Galaxien: die Bewegungen natürlicher und künstlicher Objekte in Gravitationsfeldern bilden gleichsam avantgardistische Beispiele für die Analyse dynamischer Systeme, welche man heutzutage in allen Gebieten der Astronomie und in anderen, exakten Wissenschaften antrifft. Tatsächlich haben "klassische" Probleme der Himmelsmechanik viele Grundlagen und Fortschritte im Verständnis dynamischer Systeme ermöglicht.

Diese LV kann als astronomie-spezifische Fortsetzung der "T1/TPh1 Theoretische Physik I: Klassische Mechanik" betrachtet werden. Wir werden uns mit wichtigen Grundlagen der Dynamik anhand klassischer und aktueller Forschungsfragen aus Himmelsmechanik, Galaktischer Dynamik und Raumfahrt befassen.

Themen:

Grundlegendes zu Begriffen wie integrables, ergodisches, chaotisches System, wobei unser Schwerpunkt aus Zeitgründen klar auf integrablen und fast-integrablen Systemen liegen wird.
Hamiltondynamik, Hamilton-Jacobi-Gleichung, kanonische Transformationen, insb. Wirkungs-Winkel-Variablen, Grundlagen zu Orbits, (eingeschränktes) 3-Körperproblem, Begriffe wie Jacobi-Integral, Nullgeschwindigkeitsflächen, Hill-Regionen, Lagrange-Punkte, Analyse der Dynamik anhand der Eigenschaften von Gravitationspotentialen, invariante Tori, kanonische Störungstheorie, Grundlagen zum KAM-Theorem, torus mapping, adiabatische Invarianten.

Methode:
Vermittlung mathematisch-theoretischer Konzepte und deren Anwendung in konkreten Beispielen, auch unter Zuhilfenahme von Softwarepaketen.

Art der Leistungskontrolle und erlaubte Hilfsmittel

Die Note setzt sich aus 3 Teilen zusammen:

1) Mini-Projekt, im Team oder einzeln.
Je nach Neigung und Vorwissen analytische u/o numerische Berechnungen durchführen; Thema nach Vereinbarung. Protokolle können bis Semesterende abgegeben werden.

2) Kurzvortrag, ca. 10-15 min, über den Inhalt eines wissenschaftlichen Papers (Pool vorhanden).
Je nach Wahl des Papers und Neigung kann dieser sehr mathematisch oder eher intuitiv aufbereitet werden. Tafel - oder Beamervorträge sind möglich. Gerne können eigene Ideen und Kommentare einfliessen, die beim Lesen von Papers oder im Rahmen der LV inspiriert wurden.

3) Kleine Hausübungen während des Semesters.

Es gibt weder Tests, noch Vorlesungs- oder Stoffprüfungen.

Mehr Details in der Vorbesprechung.

Mindestanforderungen und Beurteilungsmaßstab

Interesse an Theoretischer Mechanik/Mathematischer Astronomie.

Der Kurs ist so angelegt, dass Astronomie-Studierende ab dem 3. Semester erfolgreich teilnehmen können.
Höhersemestrige oder Interessenten verwandter Studienrichtungen sind auch willkommen.

Um den Kurs zu bestehen (um mindestens ein "Genügend" zu erhalten) müssen der Kurzvortrag und zwei kleine Hausübungen absolviert werden.

Details in der Vorbesprechung.

Prüfungsstoff

Siehe oben.

Literatur

VO-Mitschriften der LV-Leiterin werden zur Verfügung gestellt. Ausserdem werden Lehrbücher bzw. Skripten empfohlen und diese samt Papers auf Moodle zur Verfügung gestellt; detto ein Pool an Papers für die Kurzvorträge. Die in der LV verwendete Software kann in den Mini-Projekten zum Einsatz kommen.

Zuordnung im Vorlesungsverzeichnis

VER; VAF;

Letzte Änderung: Do 03.10.2024 15:06