PředmětyPředměty(verze: 845)
Předmět, akademický rok 2018/2019
   Přihlásit přes CAS
Plazma v kosmickém prostoru - NEVF145
Anglický název: Space Plasma
Zajišťuje: Katedra fyziky povrchů a plazmatu (32-KFPP)
Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
Platnost: od 2012 do 2019
Semestr: letní
E-Kredity: 3
Rozsah, examinace: letní s.:2/0 Zk [hodiny/týden]
Počet míst: neomezen
Minimální obsazenost: neomezen
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Garant: doc. RNDr. František Němec, Ph.D.
prof. RNDr. Zdeněk Němeček, DrSc.
Anotace -
Poslední úprava: doc. RNDr. Jiří Pavlů, Ph.D. (24.01.2019)
Úvod do kosmické fyziky - kosmické a prachové plazma. Pohyb nabitých částic v silových polích, aplikace pohybů na magnetosféru. Základy magnetohydrodynamiky (vlnové procesy). Slunce jako zdroj meziplanetárního plazmatu, sluneční vítr, meziplanetární magnetické pole. Interakce slunečního větru s překážkami (magnetickými a nemagnetickými). Nejpoužívanější systémy souřadnic. Formování magnetosféry a dynamické procesy v magnetosféře. Diagnostické metody používané v kosmickém prostoru.
Literatura
Poslední úprava: T_KEVF (09.05.2005)

Chen F. F.: Úvod do fyziky plazmatu, Academia, Praha 1984.

Kivelson M. G., Russell C. T.: Introduction to Space Physics, Cambridge, University Press, 1995.

Goldston R. J., Rutherford P. H.: Introduction to Plasma Physics, IOP Publishing, Ltd. 1995.

Požadavky ke zkoušce
Poslední úprava: doc. RNDr. František Němec, Ph.D. (06.10.2017)

Zkouška je ústní. Požadavky na její úspěšné složení odpovídají sylabu předmětu v rozsahu, který byl prezentován na přednášce.

Sylabus -
Poslední úprava: doc. RNDr. Jiří Pavlů, Ph.D. (24.01.2019)
1. Úvod do kosmické fyziky
Definice kosmického plazmatu, parametry laboratorního a kosmického plazmatu. Maxwellovské rozdělení rychlosti, rychlostní rozdělení s driftem, výpočet momentů rozdělení. Kolektivní jevy v plazmatu - stínění.

2. Prachové plazma
Definice prachového plazmatu a prachu v plazmatu. Aplikace prachového plazmatu v kosmickém prostoru a v laboratořích - příklady a význam.

3. Pohyb nabitých částic v silových polích
Rotace kolem gyračního středu, E x B drift, grad B drift, drift v poli obecné síly, drift zakřivení. Magnetický moment částice, magnetické nádoby, Fermiho urychlování částic, aplikace na procesy v magnetosféře (kruhový proud a radiační pásy).

4. Základní rovnice magnetohydrodynamiky
Zamrznutí magnetického pole, difúze magnetického pole, důsledky a meze aplikovatelnosti MHD přiblížení, přepojování magnetických polí. Vlnové procesy v plazmatu - Alfvénovy vlny, magnetozvukové vlny, nelineární jevy - rázové vlny a solitony.

5. Slunce jako zdroj meziplanetárního plazmatu
Procesy v nitru Slunce, formování sluneční korony, magnetické pole Slunce, sluneční cykly.

6. Sluneční vítr a meziplanetární magnetické pole
Historie objevu slunečního větru, Parkerova teorie slunečního větru. Parametry slunečního větru a jejich variabilita, spirálová struktura meziplanetárního magnetického pole, sektorová struktura pole. Významné poruchy ve slunečním větru (MC, CME, CIR, HFA), meziplanetární rázové vlny.

7. Interakce slunečního větru s překážkami
Vznik magnetosféry Země - magnetopauza a další oblasti. Formování rázové vlny, procesy na rázové vlně, forešok, přechodová oblast v experimentech a teorii.

8. Nejpoužívanější systémy souřadnic
Definice systémů souřadnic - GSE, GSM, SM, geografické a magnetické souřadnice, lokální čas.

9. Formování magnetosféry
Přepojování magnetických polí na magnetopauze při různé orientaci meziplanetárního pole, vliv přepojení na polohu magnetopauzy. Magnetosférické oblasti (kasp, plazmová vrstva, hraniční vrstva plazmový plášť, magnetosférické laloky). Mapování magnetosféry do polární oblasti.

10. Dynamické procesy v magnetosféře
Magnetosférické indexy (DST, KP, AE). Vznik a průběh geomagnetických bouří, vysypávání částic do ionosféry a polární záře, změna konfigurace magnetosféry vlivem změn orientace meziplanetárního pole.

11. Diagnostické metody používané v kosmickém prostoru
Měření magnetických a elektrických polí, sondové metody, integrální metody měření parametrů plazmatu, diferenciální metody, plazmové spektrometry. Měření toků energetických částic. Měření hmotového složení.

 
Univerzita Karlova | Informační systém UK