Přehled studia |
Přehled oborů |
Všechny skupiny předmětů |
Všechny předměty |
Seznam rolí |
Vysvětlivky
Návod
Webová stránka:
www.aldebaran.cz/studium/tpla/
Anotace:
Studenti se přehledně seznámí s teorií plazmatu od pohybů jednotlivých částic až po magnetohydrodynamiku. Pohyby částic jsou řešeny v relativistickém i nerelativistickém případě v Lagrangeově a Hamiltonově formalizmu. Řešení rovnic v rámci adiabatického přiblížení vede na problematiku pohybu gyračního středu a driftů. V rámci magnetohydrodynamiky jsou probírány: helicita a helikální struktury, tekutinové dynamo, rekonekce magnetických siločar, vlny konečné amplitudy, Bennettovo řešení a další jevy.
Cíle studia:
Vznešené
Obsah:
Studenti se přehledně seznámí s teorií plazmatu od pohybů nabitých částic přes magnetohydrodynamiku, vlny a nestability až po statistický popis plazmatu.
Osnovy přednášek:
| 1. | | Pohyby soustavy nabitých částic, Lagrangeova a Hamiltonova funkce pro částici v elektromagnetickém poli; |
| 2. | | Relativistické pohyby, relativistická Lagrangeova a Hamiltonova funkce, urychlování elektrickým polem; |
| 3. | | Jednoduché příklady. Gyrační pohyb, cyklotronní frekvence a Larmorův poloměr, částice na rozhraní; |
| 4. | | Adiabatické přiblížení, rovnice pro gyrační střed, základní drifty; |
| 5. | | Pohyb v magnetickém dipólu, magnetické zrcadlo, pohyb v konfiguraci tokamaku; |
| 6. | | Adiabatické invarianty, první invariant a magnetický moment částice, druhý a třetí invariant, Fermiho mechanizmus; |
| 7. | | Magnetohydrodynamika a její různé varianty, jednotekutinový a vícetekutinový model, minimální varianta MHD; |
| 8. | | Koncept zamrzlých polí, difúze magnetického pole; Reynoldsovo magnetické číslo; |
| 9. | | Jednoduché MHD úlohy: Hartmannovo řešení, vlny konečné amplitudy, Alfvénova rychlost; |
| 10. | | Helicita, zákon zachování helicity, Beltramova pole, helikální struktury v plazmatu; |
| 11. | | Bezsilová konfigurace, helikální pinč, reverzní pinč, Bennettova rovnováha; |
| 12. | | Rekonekce magnetických siločar, Sweetův-Parkerův model, Petschekův model, 2D a 3D rekonekce; |
| 13. | | Tekutinové dynamo, alfa efekt, omega efekt, změna fluktuací v uspořádané magnetické pole; |
| 14. | | Rázové vlny, dvojvrstva, Rankinovy Hugoniotovy podmínky na rázové vlně; |
Osnovy cvičení:
koresponduje s osnovou přednášky
Literatura:
Povinná literatura:
| [1] | | P. Kulhánek: Úvod do teorie plazmatu; AGA 2011, 2013; ISBN 978-80-904582-2-2, |
www.aldebaran.cz/studium/tpla.pdf
| [2] | | Richard E. Fitzpatrick, Mitchel Goldman: Plasma Physics, An introduction; Taylor & Francis Inc 2014, ISBN: 9781466594265 |
Doporučená literatura:
| [3] | | D.R.Nicholson:IntroductiontoPlasmaTheory,JohnWileyandSonsInc,1992 |
| [4] | | T. J. M. Boyd, J. J. Sanderson: The Physics of Plasmas, Cambridge University Press, 2003 |
Požadavky:
Znalosti na úrovni základního kursu fyziky
02TEF1,2 Teoretická fyzika 1,2
Klíčová slova:
Fyzika plazmatu, Lagrangeova formulace, Hamiltonova formulace, magnetohydrodynamika, rekonekce siločar, helicita, tekutinové dynamo, rázová vlna, magnetický dipól, magnetické zrcadlo.
Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:
| Plán |
Obor |
Role |
Dop. semestr |
| Stránka vytvořena 29.4.2024 12:54:47, semestry: Z/2023-4, Z/2024-5, L/2023-4, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů |
Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336) |