III.1    PROCESOS RADIATIVOS EN LA ASTROFÍSICA

Materia Optativa-Básica (10 créditos)

OBJETIVO:Este curso estudia una gran parte de los procesos físicos importantes para una descripción de los fenómenos de interacción-radiación-materia en astrofísica. Estos procesos microscópicos tienen consecuencias muy importantes en el comportamiento de los cuerpos. En particular, se enfatiza la teoría del transporte radiativo y se dan ejemplos de aplicaciones de esta teoría.

  1. Equilibrio termodinámico:
    • Distribución de Gibbs, función de partición
    • Excitación de los niveles (distribución de Boltzmann)
    • Principio de correspondencia
    • Estado de ionización (ecuación de Saha)
    • Distribución de Maxwell-Boltzmann
    • Ecuación de estado del gas ideal
    • Gas de fotones, radiación de cuerpo negro
    • Coeficientes de Einstein y relaciones de Einstein
    • Ley de Kirchhoff
  2. Transiciones entre niveles ligados:
    • Átomo de un electrón
    • Átomo multielectrónico
    • Reglas de selección
    • Transiciones radiativas espontáneas y estimuladas
    • Transiciones colisionales
  3. Transiciones entre el continuo y niveles ligados:
    • Fotoionización y recombinación radiativa
    • Autoionización y recombinación dielectrónica
    • Ionización colisional y recombinación de tres cuerpos
  4. Equilibrio estadístico:
    • Equilibrio estadístico para los niveles excitados por colisiones
    • Límites de alta y baja densidad
    • Cascada de recombinación
    • Equilibrio estadístico para la ionización
    • Limites de alta y baja densidad
  5. Transiciones libre-libre:
    • Radiación de cargas en movimiento
    • Brehmsstrahlung
    • Radiación sincrotrónica
  6. Transporte radiativo:
    • La intensidad específica y sus momentos
    • Ecuación de transporte
    • Espesor óptico
    • Función fuente
    • Momentos de la ecuación de transporte
    • Solución formal de la ecuación de transporte
  7. Aplicaciones de la ecuación de transporte radiativo:
    • Extinción en una capa uniforme
    • Formación de líneas de absorción
    • Frente de ionización
    • Atmósfera gris
  8. Dispersión:
    • Polarización
    • Dispersión Thomson y Rayleigh
    • Dispersión por granos de polvo
    • Dispersión múltiple
    • Dispersión Compton y Compton inverso

TEXTOS

  1. Mihalas, D. "Stellar Atmospheres" W.H. Freeman, San Francisco, 1978.
  2. Rybicki, G., y Lightman, P. "Radiative Processes in Astrophysics", J. Willey, New York, 1979.
  3. Shu, F. "The Physics of Astrophysics", Vol. 1. University Science Books, Mill Valley, California, 1991.