Unidad 1
Atomo y molécula gramo - Peso atómico y molecular - Masa absoluta de átomos y moléculas - Leyes de los gases ideales - Ecuación de estado: diversas formas - Ley de Avogadro - Transformación adiabática - Ley de Dalton de las presiones parciales - Equilibrio termodinámico estricto (ETE) - Emisión y absorción en ETE - Ley de Kirchoff.
Unidad 2
Escala y distancia focal de un telescopio - Espectrógrafos con y sin ranura - Relaciones generales de los espectrógrafos - Demagnificación y altura espectral- Resolución espectral - Velocidad y dispersión de un espectrógrafo - Descripción cualitativa de espectros : leyes de Kirchoff - Clasificación espectral: secuencia de Harvard e interpretación - Líneas sensibles a la presión y a la temperatura.
Unidad 3
Ecuación de equilibrio de excitación de Boltzmann : diversas formas - Ecuación de equilibrio de ionización de Saha : diversas formas - Combinación de las ecuaciones de Boltzmann y Saha - Ley de Maxwell de distribución de velocidades: diversas formas - Velocidad más probable, media y cuadrática media - Ley de Planck.
Unidad 4
Presión gaseosa y de radiación - Temperaturas utilizadas en Astrofísica - Mecanismos de transporte de energía - Teoría de la radiación: intensidad específica monocromática y media, densidad de flujo de radiación, radiancia e intensidad media equivalente - Propiedades básicas de un campo isótropo - Densidad de energía - Integral K y presión de radiación - Coeficiente de absorción - Ley de extinción - Coeficiente de emisión - Función fuente: unidades - Función fuente en casos especiales - Función fuente en el caso general - Balance microscópico de energía en las hipótesis de dispersión isotrópica pura, absorción pura y equilibrio termodinámico local.
Unidad 5
Ecuación general del transporte radiativo: planteamiento - Modelo geométrico de atmósfera estelar - Ecuación del transporte en coordenadas esféricas - Atmósfera de capas plano-paralelas - Capa de espesor finito y atmósfera semi-infinita - Ecuación del transporte en casos particulares - Caso general - Aplicaciones a la capa finita y atmósfera semi-infinita - Integral básica de la ecuación del transporte - Intensidad emergente de una capa con S = constante y con S(t) = a + bt - Solución para un punto interior de una atmósfera - Integrales exponenciales: propiedades - Ecuaciones integrales de Milne y de Schwarzschild-Milne - Integral K en función de integrales exponenciales.
Unidad 6
Concepto y definición - Constancia del flujo total - Relación entre flujo total y temperatura efectiva - Flujo total en atmósferas extendidas - Ecuación de continuidad - Relación entre equilibrio radiativo y presión de radiación - Ecuaciones de Milne - Transporte de energía por convección - Condición de flujo convectivo: criterio clásico de Schwarzschild - Peso molecular medio - Condición de flujo convectivo para gases mono y poliatómicos - Relación entre gradiente de temperatura y gradiente adiabático - Cálculo del flujo convectivo.
Unidad 7
Ecuación del transporte en la atmósfera gris - Condiciones de equilibrio radiativo y ecuaciones de Milne - Primera aproximación de Eddington: hipótesis básica, función fuente y gradiente de temperatura - Equilibrio termodinámico local - Oscurecimiento hacia el limbo - Determinación empírica de intensidades en el disco solar - Justificación física del fenómeno de oscurecimiento hacia el borde: comparación con las observaciones - Variación del oscurecimiento hacia el borde con la longitud de onda - Segunda aproximación de Eddington: nueva condición de contorno - Relación entre temperatura superficial y efectiva - Función fuente integrada - Cálculo del flujo total e integral K - Oscurecimiento hacia el borde y gradiente de temperatura - Segunda aproximación corregida: función fuente integrada y distribución de temperatura - Método de las ordenadas discretas de Chandrasekhar - Fórmula de cuadratura de Gauss: aproximación n-ésima - Conversión a un sistema de 2n ecuaciones diferenciales y solución del sistema - Ecuación característica y solución particular - Condiciones de contorno y cálculo de las constantes - Función fuente integrada, función de Hopf y distribución de temperatura - Intensidades saliente y entrante - Oscurecimiento hacia el limbo en la n-ésima aproximación.
Unidad 8
Atmósfera real y gris en ETL: simplificación del problema - Intensidad emergente y entrante en atmósferas gris y real en ETL - Flujo monocromático a diferentes profundidades - Comparación de una atmósfera gris y no gris en ETL - Solución formal en la aproximación de Eddington - Solución aproximada para una atmósfera no gris - Coeficientes medios de absorción - No conservación del flujo en la atmósfera no gris.
Unidad 9
Origen de la opacidad continua: transiciones atómicas, dispersión electrónica y molecular - Composición química en las atmósferas estelares - Coeficiente de absorción continua: unidades - Coeficientes de Einstein - Factor de emisiones estimuladas - Contribución del H neutro a la opacidad continua: transiciones ligado-libre y libre-libre - Ión negativo del hidrógeno: condiciones de formación y contribución al coeficiente de opacidad - Otros absorbedores continuos hidrogenoides - Somera idea de la contribución de los metales, del helio neutro y ionizado y de los iones negativos de elementos más pesados - Dispersión electrónica y molecular - Coeficiente de absorción continua total.
Unidad 10
Modelo de atmósfera estelar: concepto y definición - Hipótesis básicas - Equilibrio hidrostático - Distribución de temperatura en el sol: relaciones de Eddington-Barbier - Distribución de temperatura en estrellas sin diámetro aparente: idea del método teórico de Avrett y Krook - Método del ajuste de la distribución de temperatura solar - Relación entre presión del gas, presión electrónica y temperatura - Construcción de un modelo de atmósfera estelar- Determinación de la profundidad geométrica - Propiedades de los modelos.
Bibliografía
Nociones básicas sobre gases perfectos y radiación del cuerpo
negro.
Elementos básicos de espectroscopía.
Leyes que regulan el estado de la materia en equilibrio termodinámico.
Interacción entre materia y radiación.
Transporte radiativo en atmósferas estelares.
Equilibrio radiativo.
Atmósfera gris.
Relación entre el caso gris y real.
El espectro continuo.
Modelos de atmósferas estelares.