三、天体物理科学
该学院涵盖了天体物理学的所有主要领域，从行星到黑洞、恒星、星系、类星体、暗物质、暗能量以及宇宙从大爆炸到今天的演化，以及等离子体物理学。相对较小的部门为学生提供了一个非正式，灵活和友好的环境。在该学院的支持下，在著名的普林斯顿等离子体物理实验室也开展了广泛的研究生研究课程。
1.宇宙
这门特别设计的课程针对现代天体物理学的前沿。学科包括我们太阳系的行星; 恒星的诞生，生命和死亡; 寻找太阳系外行星和外星生命; 从矮人到巨人的星系动物园，从星暴到类星体; 暗物质和宇宙的大规模结构; 爱因斯坦的特殊和广义相对论，黑洞，中子星和大爆炸宇宙学。本课程是为非科学专业设计的，并且没有超过高中代数和几何学的先决条件。高中物理将是有用的。
2.现代天文学的学科
恒星的诞生和演变; 超新星，中子星和黑洞; 星系的形成，结构和演化; 宇宙学，暗物质，暗能量，宇宙从宇宙大爆炸到今天的演化。该课程面向科学专业的学生。
3.宇宙中行星
这是天文学的入门课程，主要关注太阳系中的行星，以及其他恒星(系外行星)。该课程首先回顾太阳系的形成，演变和特征。在介绍了明星之后，该课程将讨论激动人心的新系外行星; 发现方法，基本属性，类地行星和外星生命。课程的核心价值是定量分析和实践经验，包括望远镜观察。这个STN课程是为非科学专业设计的，并且没有超过高中代数和几何学的先决条件。
4.太阳系导览
该课程主要在于发现我们太阳系的主要物体，强调它们的表面特征，内部结构和大气。学科包括太阳系的起源，行星的可居住性以及影响在行星演化中的作用。将研究陆地和巨行星以及卫星，彗星和小行星。最近发现了来自行星任务的发现。本课程主要针对非科学专业。三个讲座，这门课程通常在秋季讲授。
5.生命在宇宙中
向学生介绍天体生物学，这是一个新的领域，科学家在生物学，化学，天体物理学和地球科学方面接受过培训，结合他们的技能解开生命的起源并寻找外星生命。学科包括：生命的天体物理学先决条件，RNA世界，新陈代谢和光合作用的演变，极端环境中的微生物以及在我们的太阳系和附近太阳系中寻找生命。需要在秋季休息期间在黄石国家公园进行两次90分钟的讲座和现场培训。先修课程：一个地球科学，化学，生物学或天文学课程或教师的许可。
6.生命在宇宙中
向学生介绍天体生物学，这是一个新的领域，科学家在生物学，化学，天体物理学和地球科学方面接受过培训，结合他们的技能解开生命的起源并寻找外星生命。学科包括：生命的天体物理学先决条件，新陈代谢和光合作用的演变，极端环境中的微生物，以及在我们的太阳系和附近太阳系中寻找生命。两个90分钟的讲座。将需要在秋季休假期间参加中期考试。先修课程：一个地球科学，化学，生物学或天文学课程或教师的许可。
7.广义相对论
该课程是本科生广义相对论的入门课程。学科包括早期宇宙，黑洞，宇宙弦，虫洞和时间旅行。两个90分钟的讲座。专为科学和工程专业设计。
8.宇宙建模与观测：天体物理学研究方法
向学生介绍天体物理学家用来模拟和观察宇宙的技术。该课程将为学生准备研究方法，这些方法将用于他们在天体物理学方面的独立工作。所涉及的技术对于专注于任何自然科学的学生都是有用的。学科包括观测天文学，仪器和望远镜的方法，数据的统计建模和数值技术。两个90分钟的讲座。
9.裂变科学与聚变能
裂变科学与聚变能：我们开发裂变和聚变能量背后的科学思想。对于裂变，我们从基本核物理学转向计算链式反应，了解反应堆和核武器的工作原理。我们研究安全和废物问题以及核扩散。我们看一下新的反应堆概念。为了融合，我们解决了限制热电离气体(称为等离子体)的物理过程。我们致力于控制大规模的不稳定性和小规模的湍流。我们研究了具有经济吸引力的聚变能源发展的进展和前景以及挑战。
10.行星系统：它们的多样性和演变
行星系统：它们的多样性和演变：从基本的物理和化学过程以及这种多样性对我们自己的行星系统的起源和演化所暗示的内容来考察最近发现的行星系统的多样性。学科包括：行星和卫星的形成和动力学，行星迁移，行星内部的演化，表面和大气，水和有机物的出现，以及行星和行星系统的可居住性。最近发现了行星任务和太阳系外行星观测资料。两个90分钟的讲座。
11.宇宙学
该学科包括星系，类星体，星团，超星系团的性质和性质，宇宙的大尺度结构，暗物质，暗能量，星系和其他结构的形成和演化，微波背景辐射以及宇宙的演化从大爆炸到今天。两个90分钟的讲座。专为科学和工程专业设计。
12.恒星和恒星形成
恒星由星际气体云的引力坍缩形成，随着它们的进化，恒星将一些气体返回到星际介质中; 改变其物理状态和化学成分。本课程讨论星系中气态和恒星成分的性质和演化; 漫星和密集星际介质的物理特性，恒星形成的理论和观察; 恒星结构; 能量产生和核合成; 恒星演化; 和恒星结束状态。两个90分钟的讲座。
13.科学计算软件工程
本课程的目标是在科学计算的背景下教授编写优秀代码的基本工具和原则。具体学科包括相关编译和解释语言的概述，构建工具和源代码管理器，设计模式，接口设计，调试和测试，分析和改进性能，可移植性以及共享内存和分布式内存环境中的并行计算简介。重点是编写易于维护和与他人共享的代码。学生将通过一系列编程任务和小组课程来发展这些技能。
14.恒星和行星系统的动力学
恒星和行星系统的动力学课程将讨论太阳附近的恒星观测，星系的整体结构和外部星系; 恒星种群和星系恒星含量的演变; 恒星系统平衡和稳定性的动力学理论; 和松弛，动力摩擦，以及Fokker-Planck方程的介绍; N体系的演化。
15.星星的结构
恒星结构及其演化的理论和数值分析。该学科包括对恒星内部重要的物理过程的调查(状态方程，核反应，运输现象); 恒星的宏观特性及其稳定性; 单星和双星的演化; 质量损失和物质增加和吸积盘。重点是各种类型恒星的数值模拟。
16.空间中的弥散物质
学科当然是星际介质的天体物理学：星际空间中的气体，尘埃，等离子体，高能粒子，磁场和电磁辐射的理论和观测。重点将放在理论上，包括：流体动力学; 激发原子，分子和离子; 辐射过程; 辐射传递; 简单的星际化学; 该理论将应用于包括星际云(弥漫原子云和密集分子云)等现象; HII地区; 冲击波; 超新星遗迹; 宇宙射线; 星际尘埃; 和恒星形成。
17.天文学
天文学课程是一个调查课程，涵盖了河外物体，其物理特性，起源，演化和空间分布的主要研究领域。涵盖的学科包括类星体物理，星系的形成，演化和聚类以及宇宙中大规模结构和运动的一般问题。
18.科学计算的数值算法
使用天体物理学的实例广泛介绍科学计算。从计算机科学，教学风格将提供包括处理器架构，并行系统，结构化编程和科学可视化在内的实用学科。数值分析的基本原理，包括误差源，稳定性和算法的收敛性。线性和非线性方程组，普通和偏微分方程技术的理论和实现将在恒星结构和演化，恒星和星系动力学以及宇宙学方面得到证明。
19.宇宙物理学
本课程涵盖了当代宇宙学中的各种先进概念，包括膨胀，循环宇宙，暗物质和暗能量，以及如何通过宇宙微波背景和大尺度结构的宇宙观察来探索它们。该课程将与普林斯顿大学理论物理中心年秋季及以后的大爆炸课程密切相关，包括每周与研讨会发言人举行的会议。
20.理论天体物理学研讨会
理论天体物理学研讨会旨在激发学生追求研究。本次研讨会的与会者讨论研讨会成员提供的批评性论文。通常，有几名工作人员也参加。通常学科来自已发布的数据，这些数据提供了未解决的解释难题。
21.观测天体物理学研讨会
学生将准备并发表演讲，并就目前对观测天体物理学和技术感兴趣的学科进行讨论。
22.普通等离子体物理I
该课程是等离子体物理学的入门课程，融合，空间和天体物理学，半导体蚀刻，微波生成中的样品应用：等离子体状态的表征，德拜屏蔽，等离子体和回旋加速器频率，碰撞率和平均自由路径，原子过程，绝热不变性，轨道理论，单电荷粒子的磁约束，双流体描述，磁流体动力学波和不稳定性，热流，扩散，动力学描述和Landau阻尼。本课程可由本科生在获得教师许可的情况下进行。
23.一般等离子体物理II
一般等离子体物理II是有关磁流体动力学(平衡，MHD能量原理，理想和电阻MHD稳定性，漂移动力学方程，碰撞，经典和新古典运输，漂移波和低频不稳定性，高频微观不稳定性和拟线性理论。
24.等离子体波和不稳定性
非磁化和磁化等离子体分散体的流体动力学和动力学模型; 基本等离子体波及其应用; 基本不稳定; 无碰撞耗散机制; 几何光学近似，包括射线追踪，连续波的场理论描述和有质动力效应; 波浪作用，能量和动量的守恒定律和运输方程; 模式转换; 拟线性理论。
25.等离子体中的不可逆过程
马修沃尔特库兹介绍等离子体中的波动和传输理论。不可逆性，随机行走，布朗运动和扩散的起源，Langevin和Fokker-Planck理论。波动耗散定理; 测试粒子叠加原理。统计结束问题。从BBGKY层次和Klimontovich形式推导动力学方程; 等离子体碰撞算子的性质。磁化等离子体中的经典传输系数; Onsager对称。等离子体湍流介绍，包括拟线性理论。应用于等离子体研究中的当前问题。
26.融合等离子体和等离子体诊断
本课程介绍了实验等离子体物理，重点介绍了用于融合的高温等离子体。聚变等离子体的要求：限制，β，功率和颗粒排放。托卡马克聚变反应堆。实验理解的状态：我们所知道的以及我们如何知道它。关键等离子体诊断技术：磁测量，Langmuir探针，微波技术，光谱技术，电子回旋发射，汤姆逊散射。
27.微分方程的分析技巧
线性和非线性微分方程解的局部分析。渐近方法，积分的渐近分析，微扰理论，求和方法，边界层理论，WKB理论和多尺度理论。先决条件：同等学历。
28.等离子体物理研讨会
实验和理论研究或实验室和自然发生的高温等离子体的进展，包括稳定性和运输，非线性动力学和湍流，磁性重新连接，“燃烧”等离子体的自热，以及先进融合系统的创新概念。等离子体应用的进展，包括激光，等离子体相互作用，非中性等离子体，高强度加速器，等离子体推进，等离子体处理和相干电磁波生成。
29.等离子体物理中的计算方法
等离子体物理中的计算方法课程是研究等离子体物理偏微分方程的数值解法，包括椭圆型，抛物型，双曲型和特征值型。学科包括有限差分，有限元，光谱，粒子在内，蒙特卡罗，移动网格和多时间尺度技术，适用于等离子体平衡，传输和稳定性的问题的课程。
30.等离子体物理实验室
该课程帮助学生培养用于测量等离子体行为特性的基础和高级实验室技术的技能，知识和理解。代表性的实验包括：低压电弧和冷阴极等离子体形成; 余辉等离子体中的双极扩散; Langmuir探针测量电子温度和等离子体密度; 法布里，珀罗光谱仪用于离子能量测量; 用于物种鉴定的光谱学; 用于等离子体密度测定的微波干涉测量法和腔谐振; 和等离子推进器产生的动量。
31.宇宙生命
该课程是向学生介绍天体生物学，这是一个新的领域，科学家在生物学，化学，天体物理学和地球科学方面接受过培训，结合他们的技能解开生命的起源并寻找外星生命。学科包括：生命的天体物理学先决条件，RNA世界，新陈代谢和光合作用的演变，极端环境中的微生物，以及在我们的太阳系和附近太阳系中寻找生命。两个90分钟的讲座。
该课程将需要在秋季休假期间参加中期考试。先修课程：一个地球科学，化学，生物学或天文学课程或教师的许可。向学生介绍天体生物学，这是一个新的领域，科学家在生物学，化学，天体物理学和地球科学方面接受过培训，结合他们的技能解开生命的起源并寻找外星生命。学科包括：生命的天体物理学先决条件，RNA世界，新陈代谢和光合作用的演变，极端环境中的微生物，以及在我们的太阳系和附近太阳系中寻找生命。需要在秋季休息期间在黄石国家公园进行两次90分钟的讲座和现场培训。先修课程：一个地球科学，化学，生物学或天文学课程或教师的许可。
32.疾病生态学，经济学和政策
l疾病的出现和传播的动态来自疾病生态学，经济学和人类行为之间复杂的相互作用。讲座将介绍经济和流行病学方法之间的互补性，以了解传染病的出现，传播和控制。该课程将涵盖诸如细菌和寄生虫感染的耐药性，个人接种疫苗的动机，信息在传染病传播中的作用以及医疗保健实践中社会规范的演变等学科。一个三小时的讲座。
