PředmětyPředměty(verze: 886)
Předmět, akademický rok 2020/2021
  
Teoretické základy fyziky plazmatu - NEVF169
Anglický název: Theoretical fundamentals of plasma physics
Zajišťuje: Katedra fyziky povrchů a plazmatu (32-KFPP)
Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
Platnost: od 2020 do 2020
Semestr: letní
E-Kredity: 5
Rozsah, examinace: letní s.:3/1 Z+Zk [hodiny/týden]
Počet míst: neomezen
Minimální obsazenost: neomezen
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: čeština, angličtina
Způsob výuky: prezenční
Další informace: https://physics.mff.cuni.cz/kfpp/rozvrh.html
Garant: RNDr. Štěpán Roučka, Ph.D.
prof. RNDr. Juraj Glosík, DrSc.
Anotace
Poslední úprava: RNDr. Štěpán Roučka, Ph.D. (24.01.2018)
Definice plazmatu a základní fyzikální charakteristiky plazmatu. Interakce částic plazmatu a kolektivní chování. Coulombovský rozptyl. Pohyb nabitých částic v elektromagnetických polích. Kinetická teorie plazmatu, fázový prostor, Liouvillův teorém a Gibbsův H-teorém. Boltzmannova integrodiferenciální rovnice a Maxwellovy transportní rovnice. Základy magnetohydrodynamiky. Obecné řešení Boltzmannovy rovnice. Stacionární a nestacionární stav. Ubíhající elektrony.
Literatura
Poslední úprava: RNDr. Štěpán Roučka, Ph.D. (26.01.2018)

Kracík J., Tobiáš J.: Fyzika plazmatu, Academia, Praha 1966.

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

Bittencourt, J. A.: Fundamentals of plasma physics, Springer, 2004.

Kracík, J., Šesták, B., Aubrecht, L.: Základy klasické a kvantové fyziky plazmatu, Academia, Praha 1974.

Kulhánek, P.: Úvod do teorie plazmatu, AGA, Praha 2017.

Sylabus
Poslední úprava: RNDr. Štěpán Roučka, Ph.D. (24.01.2018)
Obecné vlastnosti plazmatu:
Definice plazmatu. Základní fyzikální charakteristiky plazmatu. Výskyt plazmatu v přírodě. Produkce plazmatu, jeho technologické aplikace a výzkum.

Plazma v prvním přiblížení:
Interakce částic plazmatu. Makroskopická neutralita. Kolektivní chování a Debyeovo stínění. Potenciál plazmatu. Srážky nabitých částic, srážkové průřezy. Plazmová frekvence. Coulombovský rozptyl, coulombovský logaritmus. Ideální a neideální plazma, slabě a silně vázané plazma.

Pohyb nabitých částic ve vnějších elektromagnetických polích:
Homogenní elektrické a magnetické pole. Nehomogenní magnetické pole, magnetické zrcadlo. Magnetické nádoby a udržení plazmatu. Tokamak. Časově proměnné elektrické a magnetické pole.

Základy kinetické teorie plynu:
Kinetický popis plynu, ideální plyn. Kinetický výklad tlaku plynu, tlak a koncentrace, stavová rovnice ideálního plynu. Maxwell-Boltzmanovo rozdělení rychlostí. Vzájemné srážky molekul, srážková frekvence, střední volná dráha. Proudění plynu.

Kinetická teorie plazmatu:
Kinetický popis, fázový prostor, rozdělovací funkce. Liouvillův teorém. Gibbsův H-teorém. Rovnice BBGKY. Boltzmannova integrodiferenciální rovnice. Odvození Boltzmannovy rovnice. Boltzmanův H-teorém. Srážkový člen. Maxwellovy transportní rovnice. Transportní rovnice pro plazma, Ohmův zákon, Fickův zákon. Srovnání kinetické teorie plynu a kinetické teorie plazmatu, analogie a rozdíly.

Obecné řešení Boltzmannovy rovnice:
Zákony zachování. Úprava zákonů zachování. Rychlostní rozdělení částic. Vlastnosti Maxwelovy-Boltzmannovy rozdělovací funkce. Fokkerova-Planckova rovnice. Stacionární a nestacionární stav. Ubíhající elektrony.

Základy magnetohydrodynamiky.
Popis plazmatu jako směsi tekutin, magnetohydrodynamika, základní rovnice. Vodivost plazmatu, zobecněný Ohmův zákon.

 
Univerzita Karlova | Informační systém UK