PřF:F7241 Fyzika plazmatu 1 - Informace o předmětu
F7241 Fyzika plazmatu 1
Přírodovědecká fakultapodzim 2020
- Rozsah
- 2/1/0. 2 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.
- Vyučující
- doc. Mgr. Lenka Zajíčková, Ph.D. (přednášející)
- Garance
- doc. Mgr. Lenka Zajíčková, Ph.D.
Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. Mgr. Lenka Zajíčková, Ph.D.
Dodavatelské pracoviště: Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta - Rozvrh
- Pá 12:00–13:50 F1 6/1014
- Rozvrh seminárních/paralelních skupin:
- Předpoklady
- F2050 Elektřina a magnetismus nebo F2070 Elektřina a magnetismus pro učitele, (1. ročník jaro) a F4120 Teoretická mechanika, (2. ročník podzim) a F4100 Úvod do fyziky mikrosvěta nebo F4050 Úvod do fyziky mikrosvěta pro učitele, (2. ročník jaro) a F4090 Elektrodynamika a teorie relativity, (2. ročník jaro) F5170 Úvod do fyziky plazmatu (3. ročník podzim)
- Omezení zápisu do předmětu
- Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.
- Cíle předmětu
- Přednáška rozšiřuje znalosti základního kurzu F5170 Úvod do fyziky plazmatu a je zaměřena na studenty, kteří mají hlubší zájem o fyziku plazmatu. Studenti získají detailnější informace o Boltzmannově kinetické rovnici zahrnující i interakce a makroskopickém popisu nízkoteplotního laboratorního plazmatu a plazmatu fúze. Důraz je kladen na porozumnění procesům v nízkoteplotním laboratorním plazmatu jako difuze, vodivost, šíření elektromagnetických vln a jevy ve stěnové vrstvě.
- Výstupy z učení
- Na konci tohoto kurzu bude student schopen: diskutovat základní veličiny charakterizujících plazma; napsat Boltzmannovu kinetickou rovnici včetně srážkového členu; navrhnout její analytické řešení v případě vhodných zanedbání; vyjádřit více typů rozdělovací funkce elektronů a vysvětlit k jakým případům se vztahují; napsat a vysvětlit makroskopické transportní rovnice pro jeden typ nabitých částic; zavést u těchto rovnic vhodná zjednodušení platná pro laboratorní nízkotlaké výboje; napsat magnetohydrodynamické rovnice pro fúzní plazma včetně vysvětlení vhodných zanedbání; popsat principy šíření elektromagnetických vln v plazmatu; popsat procesy difuze a transportu v nízkoteplotním plazmatu; vysvětlit jevy ve stěnové vrstvě; vysvětlit předpoklady a výsledky jednoduchého modelu vysokofrekvenčního kapacitního výboje.
- Osnova
- Kurz je rozčleněn do 8 témat:
- 1. Opakování základních pojmů, souhrn různých druhů plazmatu včetně el. výbojů v plynech, souhrn srážkových procesů v plazmatu
- 2. Kinetická teorie plazmatu, rovnovážný stav, srážková Boltzmannova kinetická rovnice a její analytické řešení pro elastické srážky elektronů s neutrály, různé typy rozdělení
- 3. Makroskopické rovnice popisující nízkoteplotní plazma elektrických výbojů v plynech
- 4. Magnetohydrodynamické rovnice popisující fúzní plazma
- 5. Dynamika nízkoteplotního plazmatu, dielektrická konstanta a vodivost, šíření vln v plazmatu
- 6. Difuze a transport v nízkoteplotním plazmatu
- 7. Stejnosměrná stěnová vrstva
- 8. Jednoduchý model vysokofrekvenčního kapacitního výboje
- Literatura
- GOLDSTON, Robert J. a Paul H. RUTHERFORD. Introduction to plasma physics. Bristol: Institute of Physics Publishing, 1995, xvii, 491. ISBN 0-7503-0183-X. info
- LIEBERMAN, M. A. a Allan J. LICHTENBERG. Principles of plasma discharges and materials processing. New York: John Wiley & Sons, 1994, xxvi, 572. ISBN 0471005770. info
- DRAWIN, Hans-Werner a Paul FELENBOK. Data for plasmas in local thermodynamic equilibrium. Paris: Gauthier-Villars, 1965, 503 s. info
- Výukové metody
- Kurz se skládá z přednášek vysvětlujících teorii všech probíraných témat a teoretického cvičení. Studenti jsou během přednášek dotazování na znalosti základních pojmů, podněcováni k diskuzi a samostudiu vybrané látky. Ve cvičení si studenti zopakují a rozšíří znalosti matematického aparátu souvisejícího s fyzikou plazmatu pomocí samostatného řešení zadaných úloh. V důsledku epidemiologických nařízení se v podzimním semestru 2020 bude přednáška i cvičení konat on-line až na předem oznámené výjimky.
- Metody hodnocení
- Kurz je typicky ukončen zkouškou (ve volitelné variantě může být ukončen i kolokviem), která se skládá z písemné a ústní části. V písemné části student prokáže schopnost odpovědět na základní otázky pokrývající rozsah kurzu a vyřešit zadané příklady. Během ústní části musí student prokázat podrobnější znalost probíraných témat. Pro připuštění ke zkoušce nebo kolokviu musí student prokázat základní znalosti úspěšným zodpovězením elektronických Odpovědníků na https://is.muni.cz, které testují základní znalosti předmětu, a demonstrovat řešení přidělených příkladů během teoretického cvičení.
- Navazující předměty
- Informace učitele
- Materiály k předmětu jsou dostupné v adresáři Studijní materiály předmětu na https:\\is.muni.cz. Studenti kombinovaného studia mohou požádat o konzultace obsahu přednášky. Přednáška může být vedena i v angličtině.
- Další komentáře
- Studijní materiály
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
- Statistika zápisu (podzim 2020, nejnovější)
- Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/podzim2020/F7241