F7241 Fyzika plazmatu 1

Přírodovědecká fakulta
podzim 2019
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 fyzikální elektroniky - Fyzikální sekce - Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. Mgr. Lenka Zajíčková, Ph.D.
Dodavatelské pracoviště: Ústav fyzikální elektroniky - Fyzikální sekce - Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
Čt 13:00–14:50 F3,03015
  • Rozvrh seminárních/paralelních skupin:
F7241/01: Čt 12:00–12:50 F3,03015, L. Zajíčková
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; popsat principy dvou typů vysokofrekvenčních výbojů - kapacitně a induktivně vázaného plazmatu.
Osnova
  • Kurz je rozčleněn do 8 témat: 1. Opakování základních rovnic 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. Stěnová vrstva 8. Kapacitně a induktivně vázané vysokofrekvenční 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. Studenti jsou během přednášek dotazování na znalosti základních pojmů, podněcováni k diskuzi a samostudiu vybrané látky.
Metody hodnocení
Kurz je ukončen kolokviem, které se skládá z písemné a ústní části. V písemné části student prokáže schopnost odpovědět na otázky pokrývající rozsah kurzu. Během ústní části student diskutuje některé problémy podrobněji. Pro připuštění ke kolokvium musí student prokázat základní znalosti úspěšným odpovězením na Odpovědníky v is.muni.cz.
Navazující předměty
Informace učitele
Materiály k předmětu jsou dostupné v adresáři Studijní materiály předmětu PřF:F5170 na 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.
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2007 - akreditace, podzim 1999, podzim 2010 - akreditace, podzim 2000, podzim 2001, podzim 2002, podzim 2003, podzim 2004, podzim 2005, podzim 2006, podzim 2007, podzim 2008, podzim 2009, podzim 2010, podzim 2011, podzim 2011 - akreditace, jaro 2012 - akreditace, podzim 2012, podzim 2013, podzim 2014, podzim 2015, podzim 2016, podzim 2017, podzim 2018, podzim 2020.