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Dipartimento di Fisica

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Tecniche di Osservazione ed Analisi Dati in Astrofisica (modulo di Osservazioni e Modelli in Astrofisica) (Lezioni e Laboratorio)

Corso di Studio:Corso di Studio: , Anno Accademico 2014/2015

_INSEGNAMENTI_SSD1 Sett. Scien./disciplinare: FIS/05

Tipologia Attività Formativa: Tipologia Attività Formativa: Caratterizzante

Ambito Disciplinare: Ambito Disciplinare: Astrofisico, Geofisico e Spaziale

Docente:Docente: Savaglio Sandra

Mutuazione: Mutuazione: Lab. di Astrofisica e Geofisica

CFU CFU: 5

Periodo didattico: Periodo didattico: Secondo Semestre

Anno Corso: 2

Ore di lezione: Ore di lezione: 24

Ore di laboratorio: Ore di laboratorio: 24

Ore di studio individuale: Ore di studio individuale: 77

Informazioni sull'insegnamento: Informazioni sull'insegnamento:


Programma

ITALIANO
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 search-coil 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 misurate nello spazio interplanetario.

ENGLISH
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 measured in the interplanetary space.

Propedeuticità

ITALIANO
E' richiesta la conoscenza dei concetti fondamentali di Meccanica, Elettromagnetismo, Ottica

ENGLISH
A basic knowledge of Mechanics, Electromagnetism, and Optics is required

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)

Modalità di verifica dell'apprendimento

ITALIANO - Prove di accertamento durante lo svolgimento delle lezioni

ENGLISH - Mid term learning tests

Obiettivi formativi

ITALIANO
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.

ENGLISH
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.

Note

Lingua d'insegnamento: Italiano
Modalità di erogazione: Frontale
Modalità di frequenza: Obbligatoria

Commissione d'esame OSSERVAZIONI E MODELLI IN ASTROFISICA
Presidente Pierluigi Veltri
Commissari Fabio Lepreti, Sandra Savaglio

Anno Accademico