Základy fyziky plazmatu

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra přírodovědných oborů

Anotace:

Základy fyziky vysokoteplotního plazmatu jsou vysvětleny s pomocí částicového, kinetického a fluidního popisu. Zahrnuje driftové pohyby a adiabatické invarianty, lieární teorii vln v plazmatu a šíření elektromagnetických vln v nehomogenním plazmatu. Jsou vysvětleny základní nelineární jevy jako ponderomotorická síla, autofokuzace a parametrické nestability. Stručně uvádí do magnetohydrodynamiky a jaderné fúze. Obsahuje i úvod do atomové fyziky mnohonásobně ionizovaného plazmatu.

Požadavky:

Znalost základů atomové a molekulární fyziky, termodynamiky a teorie elektromagnetického pole.

Osnova přednášek:

1.Definice plazmatu, Debyeovo stínění, plazmový parametr, plazmová frekvence, srážky nabitych částic, Landauova délka, coulombovský logaritmus, kolektivní chování, ideální a neideální plazma, slabě a silně vázané plazma

2.Pohyby nabitých částic ve vnějších polích

3.Adiabatické invarianty, ponderomotorická síla

4.Základy kinetické teorie, Klimontovičova rovnice, Vlasovova rovnice, Krookův srážkový člen

5.Plazma jako dielektrikum, časová a prostorová disperze, dvoukapalinová hydrodynamika

6.Plazmové oscilace, plazmové vlny ve fluidním a kinetickém popisu, Landaův útlum

7.Bernstein-Greene-Kruskal módy, plazmové vlny v magnetickém poli

8.Principy simulací Particle-in-Cell (částice v buňkách)

9.Iontozvukové vlny, elektromagnetické vlny v plazmatu

10.Šíření vln v magnetoaktivním plazmatu

11.Parametrické nestability

12..Jednokapalinový popis plazmatu, magnetohydrodynamika, hydromagnetická rovnováha, Rayleigh-Taylorova a Kruskal-Schwartzschildova nestabilita

13.Difúze ve slabě a silně ionizovaném plazmatu,.Úvod do atomové fyziky plazmatu, srážkové a radiační procesy, princip detailní rovnováhy. Lokální termodynamická rovnováha, koronální rovnováha, vyzařování z plazmatu

14.Jaderná syntéza, fúzní reakce, Lawsonovo kritérium, magnetické a inerciální udržení .

Osnova cvičení:

Bez cvičení.

Cíle studia:

Cílem studia je seznámit studenty se základy popisu plazmatu, zejména toho, se kterým se setkáváme při interakci výkonového laserového záření s látkou a v systémech vedoucích na generaci měkkého rentgenového záření.

Studijní materiály:

Povinná literatura:

[1] F.F. Chen: Úvod do fyziky plazmatu, Academia, Praha 1984

Doporučená literatura:

[2] V.P. Silin: Úvod do kinetické teorie plynů, Academia, Praha 1976

[3] J. Kracík, B. Šesták, L. Aubrecht: Základy klasické a kvantové fyziky plazmatu, Academia, Praha 1974

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: