Фізика чорних дірок

ID: 6424
Вибіркова дисципліна
Навчальна дисципліна професійної підготовки
Рік впровадження: 
2020.
Кількість кредитів ЄКТС: 
4.50.
Форма контрою: 
Екзамен.
Кількість аудиторних занять: 
30 годин лекційних занять, 30 годин практичних занять.

Мета дисципліни: Ознайомити студентів з сучасним станом проблеми існування та фізики чорних дір, відомими спостережувальними та експериментальними результатами, моделями чорних дір.
Задачі дисципліни: 
•    надати базових знань із загальної теорії відносності;
•    розглянути різні моделі чорних дір;
•    ознайомити з методами розрахунку руху тіл у полі чорної діри.

Основні результати навчання

РН02.    Проводити експериментальні та/або теоретичні дослідження з фізики та астрономії, аналізувати отримані результати в контексті існуючих теорій, робити аргументовані висновки (включаючи оцінювання ступеня невизначеності) та пропозиції щодо подальших досліджень.
РН04.    Обирати і використовувати відповідні методи обробки та аналізу даних фізичних та/або астрономічних досліджень і оцінювання їх достовірності.
РН05.    Здійснювати феноменологічний та теоретичний опис досліджуваних фізичних та/або астрономічних явищ, об'єктів і процесів.
РН06.    Обирати ефективні математичні методи та інформаційні технології  та застосовувати їх для здійснення досліджень та/або інновацій в області фізики та/або астрономії.
РН07.    Оцінювати новизну та достовірність наукових результатів з обраного напряму фізики та/або астрономії, оприлюднених у формі публікації чи усної доповіді.
РН08.    Презентувати результати досліджень у формі доповідей на семінарах, конференціях тощо, здійснювати професійний письмовий опис наукового дослідження, враховуючи вимоги, мету та цільову аудиторію.
РН09.    Аналізувати та узагальнювати наукові результати з обраного напряму фізики та/або астрономії, відслідковувати найновіші досягнення в цьому напрямі, взаємокорисно спілкуючись із колегами.
РН10.    Відшуковувати інформацію і дані, необхідні для розв'язання складних задач фізики та/або астрономії, використовуючи різні джерела, зокрема, наукові видання, наукові бази даних тощо, оцінювати та критично аналізувати отримані інформацію та дані.
РН11.    Застосовувати теорії, принципи і методи фізики та/або астрономії для розв'язання складних міждисциплінарних наукових і прикладних задач.

Форми організації освітнього процесу та види навчальних занять

Л – лекційні заняття; ПЗ – практичні заняття; СРС – самостійна робота здобувача вищої освіти; КЗ – самостійні контрольні завдання; МКР – модульна контрольна робота; К – консультації.

Тематика та види навчальних занять

1 тиждень
Л1. Сучасні уявлення про Всесвіт.
ПЗ1. Будова Всесвіту на різних масштабах.
СРС. К.

2 тиждень
Л2. Метрики.
ПЗ2. Метрика Фрідмана-Робертсона-Уокера.
СРС. К.

3 тиждень
Л3. Спеціальна теорія відносності.
ПЗ3. Спеціальна теорія відносності.
СРС. К.

4 тиждень
Л4. Загальна теорія відносності.
ПЗ4. Елементи загальної теорії відносності.
СРС. К.

5 тиждень
Л5. Геодезичні.
ПЗ5. Геодезичні.
СРС. К.

6 тиждень
Л6. Принцип еквівалентності, гравітаційний червоний зсув.
ПЗ6. Принцип еквівалентності та гравітаційний червоний зсув.
СРС. К.

7 тиждень
Л7. Чорні діри Шварцшильда.
ПЗ7. Метрика Шварцшильда.
СРС. К. МКР1.

8 тиждень
Л8. Рух поблизу чорної діри.
ПЗ8. Рух у метриці Шварцшильда.
СРС. К.

9 тиждень
Л9. Гравітаційне лінзування.
ПЗ9. Гравітаційне лінзування.
СРС. К.

10 тиждень
Л10. Вихід енергії з чорної діри.
ПЗ10. Вихід енергії з чорної діри.
СРС. К.

11 тиждень
Л11. Обертові чорні діри Керра.
ПЗ11. Метрика Керра.
СРС. К.

12 тиждень
Л12. Інші чорні діри.
ПЗ12. Ергосфера та процес Пенроуза.
СРС. К.

13 тиждень
Л13. Термодинаміка чорних дір.
ПЗ13. Термодинаміка чорних дір.
СРС. К.

14 тиждень
Л14. Акреція чорних дір.
ПЗ14. Акреція на чорну діру.
СРС. К.

15 тиждень
Л15. Акреція на чорну діру.
ПЗ15. Квантові ефекти чорних дір.
СРС. К. МКР2.

Самостійна робота

Самостійна робота складає 75 годин. Розподіл часу самостійної роботи за видами навчальних робіт:
1.    підготовка до лекційних занять – 15 годин;
2.    підготовка до практичних занять та контрольних робіт – разом 30 годин;
3.    підготовка до екзамену – 30 годин.

Процедура оцінювання

Система оцінювання рівня навчальних досягнень ґрунтується на принципах ЄКТС та є накопичувальною. Дисципліна поділяється на два семестрові модулі. Здобувачі протягом семестру готуються до лекційних та практичних занять, виконують 2 модульні контрольні роботи.

Модульні контрольні роботи №1 та №2 виконуються у письмовій формі. Модульна робота складається з теоретичних питань (3 запитання) та практичних завдань (1 завдання). Відповідь на кожне питання оцінюється максимум 5 балами.

Кожний модуль оцінюється у максимально можливі 50 балів:

Семестровий модуль № 1

Опитування під час практичних занять – 15 балів (2-7 тижні).
МК1. Модульна контрольна робота – 20 балів (7 тиждень). Перескладання можливе протягом 8–10 тижнів за розкладом консультацій.

Семестровий модуль № 2

Опитування під час практичних занять – 15 балів (8-15 тижні).
МК2. Модульна контрольна робота – 20 балів (15 тиждень).

Максимальна оцінка за повний обсяг виконаних навчальних елементів дисципліни – 100 балів.

Підсумковим контролем з дисципліни є усний екзамен, білет, який складається з теоретичної частини (3 запитання) та практичної частини (2 завдання). Максимальна оцінка за правильні відповіді на теоретичне питання становить 20 балів, максимальна оцінка за правильно виконане практичне завдання становить 20 балів. Сумарно всі завдання екзаменаційного білету оцінюються максимум у 100 балів. 

Умови допуску до підсумкового контролю

До екзамену допускаються здобувачі вищої освіти, які виконали не менш як 60% усіх видів навчальних елементів навчальної дисципліни.

Екзамен відбувається за всіма тематичними (змістовими) модулями дисципліни.

Складання/перескладання екзаменів організується за розкладом, встановленим деканатом.

Політика освітнього процесу

Здобувач зобов’язаний своєчасно та якісно виконувати всі отримані завдання; за необхідністю з метою з’ясування всіх не зрозумілих під час самостійної та індивідуальної роботи питань, відвідувати консультації викладача. Дотримуватись принципів академічної доброчесності.

Робота, яка виконана після встановлених викладачем термінів, не приймається.

Відсутність здобувача на екзамені або на контрольній роботі відповідає оцінці «0».

Складання/перескладання екзаменів – за встановленим деканатом розкладом.

Під час лекції здійснювати телефонні дзвінки забороняється.