Vlny v plazmatu - NEVF117

• Anglický název: Plasma Waves
• Zajišťuje: Katedra fyziky povrchů a plazmatu (32-KFPP)
• Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
• Platnost: od 2020
• Semestr: zimní
• E-Kredity: 5
• Rozsah, examinace: zimní s.:2/1, Z+Zk [HT]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: čeština, angličtina
• Způsob výuky: prezenční
• Způsob výuky: prezenční
• Další informace: https://physics.mff.cuni.cz/kfpp/rozvrh.html
• Garant: prof. RNDr. Ondřej Santolík, Dr.; prof. RNDr. František Němec, Ph.D.

Anotace

čeština

Poslední úprava: T_KEVF (13.05.2005)

Disperzní relace, vlnové módy. Model studeného plazmatu. Vlny v magnetizovaném plazmatu. Hydromagnetické přiblížení. Kinetický přístup, lineární nestability. Příklady pozorování různých typů vln v kosmickém plazmatu.

angličtina

Poslední úprava: T_KEVF (13.05.2005)

Dispersion relation, wave modes. Cold-plasma model. Waves in a magnetised plasma. Hydromagnetic approximation. Kinetic approach, linear instabilities. Examples of different types of waves observed in space plasmas.

Podmínky zakončení předmětu

Poslední úprava: doc. RNDr. Jiří Pavlů, Ph.D. (03.06.2020)

Získání zápočtu je podmínkou pro konání zkoušky.

Udělení zápočtu je podmíněno průběžnou účastí na výuce, aktivitou při cvičeních a úspěšným absolvováním závěrečné písemky.

Povaha kontroly studia předmětu vylučuje opakování této kontroly, zápočet se tedy opakovat nedá.

Literatura

Poslední úprava: doc. RNDr. Jiří Pavlů, Ph.D. (24.01.2019)

D. A. Gurnett and A. Bhattacharjee: Introduction to Plasma Physics: With Space, Laboratory and Astrophysical Applications 2nd Edition, Cambridge University Press, 2017.

Kral-Trivelpiece: Principles of Plasma Physics, San Francisco Press, 1986.

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

Stix: Waves in Plasmas, American Institute of Physics, New York, 1992.

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

Metody výuky

čeština

Poslední úprava: doc. RNDr. Štěpán Roučka, Ph.D. (06.10.2020)

Výuka v ZS 2020 probíhá formou on-line přednášek. Více informací viz https://physics.mff.cuni.cz/kfpp/rozvrh.html

angličtina

Poslední úprava: doc. RNDr. Štěpán Roučka, Ph.D. (06.10.2020)

The lecture is conducted on-line in the winter semester 2020. For more information, see https://physics.mff.cuni.cz/kfpp/rozvrh.html

Požadavky ke zkoušce

Poslední úprava: doc. RNDr. Jiří Pavlů, Ph.D. (14.06.2019)

Zkouška je ústní a student dostává typicky dvě otázky ze sylabu předmětu v rozsahu, který byl prezentován na přednáškách.

Sylabus

čeština

Poslední úprava: T_KEVF (13.05.2005)

Úvod do teorie vln v plazmatu, disperzní relace, charakteristické frekvence, vlnové módy. Přiblížení studeného plazmatu. Vlny v magnetizovaném plazmatu. Rezonance, ořezání, rezonanční kužel.

Tvary vlnoploch. Fázové vztahy a typy polarizace. CMA diagram. Inverzní vlnoplochy. Hustota energie a grupová rychlost. Geometrické vztahy. Analýza šíření vln v nehomogenním prostředí.

Rozbor některých řešení disperzní relace ve studeném plazmatu. Alfvénovy vlny, iontově cyklotronní vlny. Hvizdový mód, Z mód a módy volného prostoru. Vlny v plazmatu s více druhy iontů.

Hydromagnetické přiblížení, MHD teorie, rychlé a pomalé magnetozvukové vlny. Kinetický přístup, Landauův útlum. Lineární nestability. Svazkové módy, Bernsteinovy vlny.

Radiové emise typu II a III ve slunečním větru. Fluktuace v blízkosti rázové vlny. Lví řev. Vlny v rovníkové oblasti magnetosféry Země. Hvizdy, rovníkový šum, chorus a plazmasférický sykot.

Vlny v aurorální oblasti. Aurorální kilometrické záření, aurorální sykot a vlny na násobcích iontové cyklotronní frekvence.

angličtina

Poslední úprava: T_KEVF (13.05.2005)

Introduction to the theory of waves in plasmas, dispersion relations, characteristic frequencies, wave modes. Approximation of cold plasmas. Waves in magnetized plasmas. Resonances, cutoffs, resonance cone.

Wave-normal surfaces. Phase relations and polarizations CMA diagram. Energy density and group velocity. Analysis of wave propagation in inhomogeneous media.

Solutions to the dispersion relation in cold plasmas: Alfven modes, ion-cyclotron waves. Whistler mode, Z mode and free space modes. Waves in multi-ion plasmas.

Hydromagnetic approximation, MHD theory, slow and fast magnetosonic waves. Kinetic approach. Landau damping. Linear instabilities. Beam modes, Bernstein modes.

Type II and type III radio emissions in the solar wind. Lion roars. Waves in the equatorial region of the Earth's magnetosphere. Whistlers, equatorial noise, chorus and plasmaspheric hiss.

Waves in the auroral region. Auroral kilometric radiation, auroral hiss, and ion cyclotron harmonic radiation.