Logo ČVUT
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE
STUDIJNÍ PLÁNY
2023/2024
UPOZORNĚNÍ: Jsou dostupné studijní plány pro následující akademický rok.

Teorie plazmatu 1

Přihlášení do KOSu pro zápis předmětu Zobrazit rozvrh
Kód Zakončení Kredity Rozsah Jazyk výuky
02TPLA1 Z,ZK 5 2+2 česky
Garant předmětu:
Petr Kulhánek, Jan Mlynář
Přednášející:
Petr Kulhánek
Cvičící:
Petr Kulhánek
Předmět zajišťuje:
katedra fyziky
Anotace:

Studenti se přehledně seznámí s teorií plazmatu od pohybů jednotlivých částic až po magnetohydrodynamiku. Pohyby částic jsou řešeny v relativistickém i nerelativistickém případě v Lagrangeově a Hamiltonově formalizmu. Řešení rovnic v rámci adiabatického přiblížení vede na problematiku pohybu gyračního středu a driftů. V rámci magnetohydrodynamiky jsou probírány: helicita a helikální struktury, tekutinové dynamo, rekonekce magnetických siločar, vlny konečné amplitudy, Bennettovo řešení a další jevy.

Požadavky:

Znalosti na úrovni základního kursu fyziky

02TEF1,2 Teoretická fyzika 1,2

Osnova přednášek:

1. Pohyby soustavy nabitých částic, Lagrangeova a Hamiltonova funkce pro částici v elektromagnetickém poli;

2. Relativistické pohyby, relativistická Lagrangeova a Hamiltonova funkce, urychlování elektrickým polem;

3. Jednoduché příklady. Gyrační pohyb, cyklotronní frekvence a Larmorův poloměr, částice na rozhraní;

4. Adiabatické přiblížení, rovnice pro gyrační střed, základní drifty;

5. Pohyb v magnetickém dipólu, magnetické zrcadlo, pohyb v konfiguraci tokamaku;

6. Adiabatické invarianty, první invariant a magnetický moment částice, druhý a třetí invariant, Fermiho mechanizmus;

7. Magnetohydrodynamika a její různé varianty, jednotekutinový a vícetekutinový model, minimální varianta MHD;

8. Koncept zamrzlých polí, difúze magnetického pole; Reynoldsovo magnetické číslo;

9. Jednoduché MHD úlohy: Hartmannovo řešení, vlny konečné amplitudy, Alfvénova rychlost;

10. Helicita, zákon zachování helicity, Beltramova pole, helikální struktury v plazmatu;

11. Bezsilová konfigurace, helikální pinč, reverzní pinč, Bennettova rovnováha;

12. Rekonekce magnetických siločar, Sweetův-Parkerův model, Petschekův model, 2D a 3D rekonekce;

13. Tekutinové dynamo, alfa efekt, omega efekt, změna fluktuací v uspořádané magnetické pole;

14. Rázové vlny, dvojvrstva, Rankinovy Hugoniotovy podmínky na rázové vlně;

Osnova cvičení:

koresponduje s osnovou přednášky

Cíle studia:

Vznešené

Studijní materiály:

Povinná literatura:

[1] P. Kulhánek: Úvod do teorie plazmatu; AGA 2011, 2013; ISBN 978-80-904582-2-2,

www.aldebaran.cz/studium/tpla.pdf

[2] Richard E. Fitzpatrick, Mitchel Goldman: Plasma Physics, An introduction; Taylor & Francis Inc 2014, ISBN: 9781466594265

Doporučená literatura:

[3] D.R.Nicholson:IntroductiontoPlasmaTheory,JohnWileyandSonsInc,1992

[4] T. J. M. Boyd, J. J. Sanderson: The Physics of Plasmas, Cambridge University Press, 2003

Poznámka:
Další informace:
www.aldebaran.cz/studium/tpla/
Rozvrh na zimní semestr 2023/2024:
Rozvrh není připraven
Rozvrh na letní semestr 2023/2024:
Rozvrh není připraven
Předmět je součástí následujících studijních plánů:
Platnost dat k 27. 3. 2024
Aktualizace výše uvedených informací naleznete na adrese https://bilakniha.cvut.cz/cs/predmet24889905.html