Výpočet parametrů slunečního větru z experimentálních dat

• Název práce v češtině: Výpočet parametrů slunečního větru z experimentálních dat
• Název v anglickém jazyce: Determination of solar wind parameters from experimental data
• Akademický rok vypsání: 2008/2009
• Typ práce: diplomová práce
• Ústav: Katedra fyziky povrchů a plazmatu (32-KFPP)
• Vedoucí / školitel: prof. RNDr. Zdeněk Němeček, DrSc.

Zásady pro vypracování

1) Seznámení se s problematikou variací parametrů slunečního větru.
2) Návrh způsobu implementace experimentálně určených charakteristik do generátoru modelových dat.
3) Výpočet souboru modelových dat.
4) Návrh a realizace vyhledávacího algoritmu.
5) Odhad chyby určení výsledných parametrů.

Seznam odborné literatury

F. F. Chen: Úvod do fyziky plazmatu, Academia, Praha, 1984.
Časopisecká literatura týkající se použití Faradayových válců.
Manuály programu SIMION a výpisy stávajících programů.

Předběžná náplň práce

http://physics.mff.cuni.cz/kfpp/php/dipl-abs.php?id=607

Sluneční vítr je možno považovat za bezesrážkové plazma pohybující se rychlostí 300?800 km/s radiálně směrem od Slunce. Jeho koncentrace se mění v rozmezí 1?10 cm-3 a teplota se pohybuje v rozsahu 1-30 eV. Ve hmotovém spektru převažují protony (~0,96) a jádra helia (~0,04), podíl těžších prvků je pro naše účely zanedbatelný. Pro měření parametrů slunečního větru (přesněji jeho protonové složky) byl na katedře zkonstruován detektor složený ze šesti Faradayových válců. Tři z nich jsou odkloněny od osy přístroje o různé úhly a slouží k určení směru rychlosti. Další tři jsou vybaveny brzdnými mřížkami a pro měření integrálního energetického rozdělení iontů. Systém tedy v každém okamžiku poskytuje šest nezávislých údajů, ze kterých lze vypočítat pět parametrů (koncentrace, tři složky vektoru rychlosti a teplotu). Analytické řešení tohoto problému není známo, proto je nutno postupovat ve dvou krocích. V prvním kroku se z výpočtem nebo měřením určených charakteristik detektorů vypočtou teoretické hodnoty proudů jednotlivých detektorů v závislosti na teplotě, unášivé rychlosti, dvou úhlech popisujících směr rychlosti a velikosti brzdného napětí. Ve druhém kroku se v této čtyřrozměrné tabulce vyhledává kombinace hodnot, nejlépe odpovídající hodnotám naměřeným.

Úkolem diplomové práce je vytvořit uživatelsky přátelské programové vybavení realizující výše nastíněný výpočet. Je při tom možno využít některé programové moduly, které byly vyvinuty dříve pro obdobné detektorové kombinace.