Teorie plazmatu 2

Garant předmětu:

Jan Mlynář

Přednášející:

Petr Kulhánek

Cvičící:

Petr Kulhánek

Předmět zajišťuje:

katedra fyziky

Anotace:

Studenti se seznámí s vlnami a nestabilitami v plazmatu. V první části bude probrán obecný postup získání disperzní relace na základě linearizace rovnic a Fourierovy transformace. Detailně budou rozebrány magnetoakustické vlny, elektromagnetické vlny v plazmatu a základní typy nestabilit. Druhá část přednášky bude věnována statistickému popisu plazmatu, transportním dějům a mikronestabilitám, například Landauově útlumu.

Požadavky:

Znalosti na úrovni základního kursu fyziky,

02TEF1,2 Teoretická fyzika 1,2,

Teorie plazmatu I (02TPLA1)

Osnova přednášek:

1. Obecný popis vlnění. Úhlová frekvence a vlnový vektor. Disperzní relace, linearizace rovnic, Fourierova

transformace;

2. Obecné postupy získání disperzní relace, fázová a grupová rychlost;

3. Plazmové oscilace a vlny. Odvození disperzní relace. Plazmové oscilace elektronů a iontů. Plazmové vlny. Jevy ovlivňující plazmové vlny;

4. Nízkofrekvenční vlny. Komplex magnetoakustických vln a jejich modů. Tvar vlnoploch magnetoakustických vln a směry vektorů, Alfvénovy vlny;

5. Vysokofrekvenční vlny. X vlna, O vlna, R vlna, L vlna. Hvizdy. Mezní (cut-off) a rezonanční frekvence;

6. Další příklady: tenzor permitivity elektromagnetických vln v plazmatu, Faradayova rotace, CMA diagram;

7. MHD nestability v plazmatu. Bunemannova, Rayleighova-Taylorova, Kelvinova-Helmholtzova, diocotronová nestabilita;

8. Nestability plazmového vlákna a jejich mody. Hraniční podmínky, navazování řešení;

9. Nerovnovážná statistika, Boltzmannova rovnice a její varianty (Fokkerova-Planckova rovnice, Landauova rovnice, Krookova rovnice, Vlasovova rovnice);

10. Boltzmannův srážkový člen a jeho vlastnosti, rovnice přenosu, momenty, přechod k tekutinovým modelům;

11. Transportní jevy, difúze, přenos tepla, tok entropie, entropická vlna, Onsagerovy relace reciprocity;

12. První a druhý Rosenbluthův potenciál, relaxační časy, výpočet srážkové frekvence, Chandrasekharova funkce;

13. Ubíhající elektrony, Dreicerovo pole, popis ultrarelativistických částic, záření, kreace párů;

14. Landauův útlum a jeho význam; Bernsteinovy mody, urychlovače v brázdovém poli.

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] T.H.Stix:WavesinPlasmas;Springer,2006

Doporučená literatura:

[3] 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 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Fyzika plazmatu a termojaderné fúze (povinný předmět programu)