Menu
Kiến thức sâu rộng về các khái niệm thiên văn cơ bản là cần thiết cho các bài toán lý thuyết và thực hành.
Để giải quyết các bài toán này, thí sinh cần nắm vững các khái niệm cơ bản về vật lý và toán học ở cấp độ trung học phổ thông. Các lời giải chuẩn không nên sử dụng số phức và/hoặc giải các phương trình vi phân.
Các gói phần mềm thiên văn có thể được sử dụng trong các bài toán thực hành và quan sát. Thí sinh sẽ được thông báo về danh sách các phần mềm được sử dụng ít nhất 3 tháng trước kỳ thi. Các phần mềm được chọn nên là phần mềm miễn phí hoặc có chi phí thấp để tất cả các quốc gia có thể dễ dàng tiếp cận nhằm mục đích ôn luyện. Ngoài ra, phần mềm được chọn nên tương thích với nhiều hệ điều hành (Windows / Unix / GNU-Linux / Mac).
Một số khái niệm hoặc hiện tượng không có trong chương trình vẫn có thể xuất hiện trong câu hỏi. Tuy nhiên, đề bài sẽ cung cấp đầy đủ thông tin cần thiết để đảm bảo các thí sinh chưa từng học các nội dung này không bị bất lợi.
Các thiết bị thực hành phức tạp mà thí sinh có thể chưa quen sử dụng không nên chiếm vai trò chủ đạo trong bài thi. Nếu các thiết bị này được sử dụng trong câu hỏi, cần phải cung cấp thông tin hướng dẫn đầy đủ. Trong những trường hợp như vậy, thí sinh cũng sẽ được tạo điều kiện làm quen với thiết bị trước khi thi.
Văn bản gốc của đề thi phải sử dụng hệ đơn vị SI khi phù hợp. Thí sinh được yêu cầu ghi rõ đơn vị thích hợp trong câu trả lời, đồng thời cần nắm vững nguyên tắc làm tròn và biểu diễn kết quả cuối cùng (cũng như sai số) với số chữ số có nghĩa phù hợp.
Bảng các hằng số chuẩn (được cung cấp dưới dạng tài liệu bổ sung cho chương trình này) sẽ được sử dụng khi xây dựng đề thi và cung cấp cho thí sinh. Các hằng số bổ sung có thể được đưa thêm vào từng câu hỏi cụ thể khi cần thiết.
Ký hiệu (Q) được gắn kèm với một số chủ đề trong danh sách. Ký hiệu này có nghĩa là “chỉ yêu cầu hiểu biết định tính”.
Thí sinh không bắt buộc phải thực hiện các phép tính hoặc lập luận định lượng đối với các nội dung này.
Dưới đây là các nội dung lý thuyết được đề xuất cho thí sinh.
| Nội dung | Chủ đề |
|---|---|
| Cơ học thiên thể | Định luật hấp dẫn của Newton; Các định luật Kepler đối với quỹ đạo tròn và không tròn; Giới hạn Roche; Khối tâm; Bài toán hai vật; Các điểm Lagrange |
| Lý thuyết điện từ và vật lý lượng tử | Phổ điện từ; Các định luật bức xạ; Bức xạ vật đen |
| Nhiệt động lực học | Trạng thái cân bằng nhiệt động; Khí lý tưởng; Truyền năng lượng |
| Quang phổ học và vật lý nguyên tử | Hấp thụ, phát xạ, tán xạ; Quang phổ của các thiên thể; Hiệu ứng Doppler; Sự hình thành vạch phổ; Phổ liên tục; Sự tách và mở rộng các vạch phổ; Phân cực |
| Vật lý hạt nhân | Các khái niệm cơ bản bao gồm cấu trúc nguyên tử; Độ hụt khối và năng lượng liên kết; Phóng xạ; Neutrino (Q) |
| Nội dung | Chủ đề |
|---|---|
| Thiên cầu | Lượng giác cầu; Các hệ tọa độ thiên văn và ứng dụng; Điểm phân và điểm chí; Các sao quanh cực; Các chòm sao và Hoàng đạo (Lưu ý: góc phương vị được đo trong khoảng 0° đến 360°, bắt đầu từ hướng Bắc và tăng dần về phía Đông, trừ khi có quy định khác.) |
| Khái niệm về thời gian | Giờ Mặt Trời; Giờ sao; Ngày Julius; Ngày Julius tâm nhật; Múi giờ; Giờ Quốc tế; Giờ trung bình địa phương; Các định nghĩa khác nhau của “năm”; Phương trình thời gian |
| Nội dung | Chủ đề |
|---|---|
| Mặt Trời | Cấu trúc của Mặt Trời; Hoạt động trên bề mặt Mặt Trời; Sự quay của Mặt Trời; Bức xạ Mặt Trời và hằng số Mặt Trời; Neutrino Mặt Trời (Q); Mối quan hệ Mặt Trời – Trái Đất; Vai trò của từ trường (Q); Gió Mặt Trời và áp suất bức xạ; Nhật quyển (Q); Từ quyển (Q) |
| Hệ Mặt Trời | Hệ Trái Đất – Mặt Trăng; Tiến động; Chương động; Bình động; Sự hình thành và tiến hóa của Hệ Mặt Trời (Q); Cấu trúc và các thành phần của Hệ Mặt Trời (Q); Cấu trúc và quỹ đạo của các thiên thể trong Hệ Mặt Trời; Chu kỳ sao và chu kỳ giao hội; Chuyển động nghịch hành; Các vùng biên ngoài của Hệ Mặt Trời (Q) |
| Khám phá không gian | Quỹ đạo vệ tinh và các phương thức chuyển quỹ đạo; Hoạt động thám hiểm Hệ Mặt Trời của con người (Q); Các sứ mệnh thám hiểm hành tinh (Q); Hiệu ứng súng cao su trọng lực; Các thiết bị đặt trong không gian (Q) |
| Các hiện tượng | Thủy triều; Các mùa trong năm; Các yếu tố ảnh hưởng đến khí hậu (Q); Nhật thực và Nguyệt thực; Cực quang và thời tiết không gian (Q); Mưa sao băng |
| Nội dung | Chủ đề |
|---|---|
| Các tính chất của sao | Các phương pháp xác định khoảng cách; Bức xạ, độ sáng và cấp sao; Chỉ số màu và nhiệt độ; Xác định bán kính và khối lượng; Chuyển động của sao; Biến quang sao có chu kỳ và không có chu kỳ – phân loại và đặc điểm cơ bản; Sao Cepheid và quan hệ chu kỳ – độ sáng; Vật lý của dao động sao (Q) |
| Cấu trúc bên trong và khí quyển của sao | Trạng thái cân bằng của sao; Tổng hợp hạt nhân trong sao; Sự vận chuyển năng lượng (Q); Các điều kiện biên; Khí quyển sao và quang phổ khí quyển |
| Sự tiến hóa của sao | Sự hình thành sao; Sơ đồ Hertzsprung – Russell; Giai đoạn tiền dãy chính; Dãy chính; Các sao sau dãy chính; Siêu tân tinh; Tinh vân hành tinh; Các trạng thái cuối cùng của sao |
| Nội dung | Chủ đề |
|---|---|
| Hệ sao đôi | Các loại hệ sao đôi khác nhau; Xác định khối lượng trong hệ sao đôi; Đường cong ánh sáng và đường cong vận tốc xuyên tâm của các hệ sao đôi che khuất; Hiệu ứng Doppler trong hệ sao đôi; Các hệ sao đôi tương tác; Các hệ sao đôi đặc biệt |
| Ngoại hành tinh | Các kỹ thuật phát hiện ngoại hành tinh; Vùng có khả năng sinh sống; Các lớp ngoại hành tinh (Q); Các dấu hiệu quang phổ của sự sống tiềm năng (Q) |
| Cụm sao | Phân loại và cấu trúc; Xác định khối lượng, tuổi, độ sáng và khoảng cách |
| Ngân hà | Cấu trúc và thành phần; Sự quay; Các thiên hà vệ tinh của Ngân Hà (Q) |
| Môi trường liên sao | Khí (Q); Bụi (Q); Các vùng HII; Bức xạ 21 cm; Tinh vân (Q); Sự hấp thụ liên sao; Thước đo tán sắc; Hiện tượng quay Faraday |
| Các thiên hà | Phân loại dựa trên cấu trúc, thành phần và mức độ hoạt động; Xác định khối lượng, độ sáng và khoảng cách; Đường cong quay |
| Quá trình bồi tụ | Các khái niệm cơ bản (bồi tụ hình cầu và bồi tụ đĩa) (Q); Độ sáng Eddington |
| Nội dung | Chủ đề |
|---|---|
| Vũ trụ học cơ bản | Vũ trụ giãn nở và định luật Hubble; Các cụm thiên hà; Vật chất tối; Năng lượng tối (Q); Thấu kính hấp dẫn; Bức xạ nền vi sóng vũ trụ; Mô hình Vụ Nổ Lớn – Big Bang (Q); Các mô hình vũ trụ thay thế (Q); Cấu trúc quy mô lớn của vũ trụ (Q); Các phương pháp đo khoảng cách ở quy mô vũ trụ; Dịch chuyển đỏ vũ trụ học |
| Nội dung | Chủ đề |
|---|---|
| Thiên văn học đa bước sóng | Quan sát ở các dải bước sóng: sóng vô tuyến, vi sóng, hồng ngoại, khả kiến, tử ngoại, tia X và tia gamma; Ảnh hưởng của khí quyển Trái Đất; Ô nhiễm ánh sáng nhân tạo và ô nhiễm điện từ |
| Thiết bị quan sát | Kính thiên văn và các thiết bị thu nhận tín hiệu (ví dụ: CCD – thiết bị ghép điện tích, quang kế, máy quang phổ); Độ phóng đại; Tiêu cự; Tỷ số tiêu cự; Khả năng phân giải và khả năng thu nhận ánh sáng của kính thiên văn; Mô hình hình học của giao thoa kế hai phần tử; Tổng hợp khẩu độ; Quang học thích nghi; Quang trắc; Trắc vị trí thiên thể |
| Nội dung | Chủ đề |
|---|---|
| Phương pháp số | Tuyến tính hóa các phương trình và biểu thức; giải hàm bằng phương pháp lặp; ước lượng diện tích dưới đường cong bằng phương pháp đồ thị và/hoặc bằng tích phân và/hoặc bằng các phương pháp xấp xỉ số; khai triển chuỗi Taylor của các hàm số thông dụng. |
| Giải tích Cơ bản | Đạo hàm của các hàm số sơ cấp, đạo hàm của tổng, tích, thương và hàm hợp. Phép tính tích phân như phép toán ngược của đạo hàm. Tìm tích phân xác định và tích phân bất định cho các hàm số sơ cấp và tổng của các hàm số. Ý nghĩa hình học của đạo hàm và tích phân. Xác định hằng số tích phân dựa trên các điều kiện ban đầu. |
| Vectơ | Các tính chất cơ bản của tổng vectơ, tích vô hướng và tích có hướng. Ý nghĩa hình học của đạo hàm theo thời gian của một đại lượng vectơ. |
| Các thiết bị đo đạc hình học | Sử dụng thước kẻ, compa, thước đo độ và ê-ke. |
| Thống kê và sai số phân tích | Giá trị trung bình, trung vị, yếu vị (mốt), phân vị, biểu đồ hộp, độ lệch chuẩn, xác suất cơ bản, sai số tương đối, ước lượng sai số bằng sai số cực đại và/hoặc sai số chuẩn. |
Phần thi này gồm hai nội dung: Quan sát và Phân tích dữ liệu. Phần nội dung lý thuyết trong Khung chương trình là cơ sở cho tất cả các bài toán thuộc phần thi thực hành.
Phần Quan sát tập trung đánh giá kinh nghiệm của thí sinh trong các nội dung sau:
Quan sát bằng mắt thường.
Sử dụng bản đồ sao và danh mục thiên thể (lưu ý: mọi ngôi sao được nhắc đến bằng tên riêng thay vì ký hiệu Bayer hoặc số hiệu danh mục phải nằm trong danh sách tên sao được IAU phê chuẩn; thí sinh không bắt buộc phải biết toàn bộ danh sách này).
Vận dụng các hệ tọa độ trên bầu trời, ước lượng cấp sao (độ sáng biểu kiến), và ước lượng khoảng cách góc.
Sử dụng các thiết bị thiên văn cơ bản-kính thiên văn và các loại đầu dò khác nhau phục vụ quan sát; tuy nhiên phải cung cấp đầy đủ hướng dẫn cho thí sinh.
Đối tượng quan sát có thể là nguồn thực trên bầu trời hoặc nguồn mô phỏng trong phòng thí nghiệm.
Có thể sử dụng mô phỏng trên máy tính trong các bài toán, nhưng phải cung cấp đầy đủ hướng dẫn cho thí sinh.
Phần Phân tích dữ liệu tập trung vào việc tính toán và xử lý các dữ liệu thiên văn được cung cấp trong đề bài. Các yêu cầu bổ sung bao gồm:
Nhận diện đúng các nguồn sai số.
Sử dụng đúng các loại giấy vẽ đồ thị với các thang đo khác nhau (ví dụ: giấy tọa độ cực, giấy logarit) và xác định gần đúng đường “khớp tốt nhất” (Best Fit).
Thành thạo trong việc sử dụng các dụng cụ hình học cơ bản (thước thẳng, compa, thước đo góc, êke).
Nắm vững các kỹ thuật thực nghiệm phổ biến nhất dùng để đo các đại lượng vật lý được đề cập trong Phần A.
Nguồn tham khảo: https://www.ioaastrophysics.org/ (cập nhật 17/11/2021)
