Vybrané kapitoly z fyziky plazmatu

Garant předmětu:

Jiří Limpouch

Přednášející:

Martin Jirka, Jiří Limpouch

Cvičící:

Martin Jirka, Jiří Limpouch

Předmět zajišťuje:

katedra laserové fyziky a fotoniky

Anotace:

Studenti se seznámí s nelineárními jevy ve fyzice plazmatu včetně solitonové fyziky, zářivých procesů a reakce částic na vlastní vyzařování.

Požadavky:

Základní znalosti fyziky plazmatu.

Osnova přednášek:

1. Tenzorový popis elektromagnetického pole, Lagrangeova formulace Maxwellových rovnic;

2. Retardované a advanceované potenciály, jejich význam pro fyziku plazmatu;

3. Abrahamova-Lorentzova pohybová rovnice, Lorentzova Diracova rovnice a její problémy;

4. Pauliho zápis radiační reakce; radiační síla, radiační výkon emitovaný částicí;

5. Radiační reakce ubíhajících elektronů a její porovnání se srážkovými procesy;

6. Multipólový rozvoj (stacionární a zářivý), dipólové a kvadrupólové záření;

7. Thomsonův rozptyl, brzdné záření, cyklotronové záření, synchrotronové záření;

8. Magnetické dipólové a elektrické kvadrupólové záření, záření nelokalizované nabité částice;

9. Solitony, Lagrangeův popis, solitonová vlna a soliton;

10. Kortewegova-de Vriesova rovnice, KdV soliton, nelineární Schrödingerův (NLS) soliton a sin-Gordonovy solitony.

11. Solitonová řešení v plazmatu: Langmuirův soliton, Trivelpiecův-Gouldův soliton, iontově-akustický soliton;

12. Schwarzschildovo kritérium pro rozvoj konvekce, mechanizmy geneze proudů v plazmovém vlákně;

13. Obecné zákony zachování při nelineární odezvě plazmatu, Hertzovy vektory;

14. Relativistická Boltzmannova rovnice, ray-tracing.

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Předmět volně navazuje na Teorii plazmatu z magisterského studia. Je věnován zejména dvěma oblastem: záření plazmatu (multipólové rozvoje, brzdné záření, dipólové záření, synchrotronové a cyklotronové emise atd.) a nelineárním jevům ve fyzice plazmatu. K dalším okruhům patří popis pohybu relativistické částice včetně vlastní reakce na její záření, tj. Lorentzova-Diracova rovnice a její mutace.

Studijní materiály:

Povinná literatura

[1] P. Kulhánek: Vybrané kapitoly z fyziky plazmatu; AGA 2017, www.aldebaran.cz/studium/vkpl.pdf

[2] G. B. Rybicki, A. P. Lightman: Radiative Processes in Astrophysics; John Willey & Sons 1979

Doporučená literatura

[3] T. H. Stix: Waves in Plasmas; Springer, 2006

[4] Marian Karlický: Plasma Astrophysics; MatfyzPress Praha 2014, ISBN 978-80-7378-281-8

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů: