Teorie plazmatu 1
Kód | Zakončení | Kredity | Rozsah | Jazyk výuky |
---|---|---|---|---|
02TPLA1 | Z,ZK | 5 | 2+2 | česky |
- Garant předmětu:
- Přednášející:
- Cvičící:
- 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/
- Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje
- Předmět je součástí následujících studijních plánů:
-
- Fyzika a technika termojaderné fúze (povinný předmět oboru)
- Fyzika plazmatu a termojaderné fúze (povinný předmět programu)