Введение в физику плазмы, часть I



Скачать 48.86 Kb.
Дата21.04.2013
Размер48.86 Kb.
ТипПрограмма курса

ВВЕДЕНИЕ В ФИЗИКУ ПЛАЗМЫ, ЧАСТЬ I


(3 курс, 5 семестр, 36 часов, экзамен)

Доцент Станислав Леонидович Синицкий

Программа курса лекций

  1. Общие сведения о плазме. Идеальность. Вырождение. Квазинейтральность. [1]-§§1.1,1.3; [2]-§§1-4; [3]-§§1.1-1.7; [4]-§57; [5]-гл. 1, §1.

  2. Дебаевская экранировка. Энергия кулоновского взаимодействия частиц в плазме. [3]-§1.4; [5]-гл.1, §2; [16]-гл.1, §9.

  3. Степень ионизации термодинамически равновесной плазмы. Формула Саха. [4]-§104; [5]-гл.2, §§5,9.

  4. Кулоновские столкновения. Кулоновский логарифм. [1]-§1.4; [10]-§§1,2; [16]-гл.2, §10.1.

  5. Релаксация импульса и энергии. Динамика установления равновесной функции распределения. Выравнивание электронной и ионной температур. Проводимость плазмы, убегание электронов. [1]-§1.4; [10]-§§18-20; [14]-§§6-12; [16]-гл.2, §10.1.

  6. Элементарные процессы в плазме: ионизация электронами, тройная рекомбинация, фотоионизация, фоторекомбинация, перезарядка. Корональное равновесие. Формула Эльверта. [7]-гл.6, §§10,11,16,17; [8]-§§2,3,6,8,10; [16]-гл. 2, §7; гл. 3, §1, гл. 5, §§2,3,6.

  7. Движение частиц в электрическом и магнитном полях. Дрейфовое приближение. Электрический, градиентный и центробежный дрейфы. Сохранение магнитного момента. [12]-§§1,2,3,10; [1]-§1.2; [5]-гл.3, §§1-5.

  8. Адиабатические инварианты. Траектории частиц в пробкотроне. [1]-§2.3.

  9. Кинетическое уравнение с самосогласованным полем. Интеграл столкновений (на примере плазмы с Z 1). H-теорема. [5]-гл.6, §§1-4,6,7.

  10. Моменты кинетического уравнения. Уравнения двухжидкостной гидродинамики. Приближение одножидкостной магнитной гидродинамики. [17]-§1.

  11. Понятие о методе Чепмена-Энскога нахождения коэффициентов переноса. [17].

  12. Перенос плазмы в магнитном поле. Коэффициенты диффузии, температуропроводности. Амбиполярная диффузия. Бомовский коэффициент диффузии. Эффект Холла. Обобщенный закон Ома. [9]-гл.3, §3.4; [17]-§3, [3]-гл.5.

  13. Излучение из плазмы (тормозное, рекомбинационное, циклотронное). Пробег излучения. [1]-§1.8; [7]-гл.5, §§1-4, [8]-§§6,7; [9]-§§7,8.

  14. Ядерные реакции синтеза. Кулоновский барьер. Критерий Лоусона. Зажигание термоядерной реакции. [9]-§§1.1,1.2; [11]-§§2,4.

ВВЕДЕНИЕ В ФИЗИКУ ПЛАЗМЫ, ЧАСТЬ I


(3 курс, 5 семестр, 36 часов, зачет)

Программа семинарских занятий


ассистент Сергей Викторович Мурахтин

  1. Квазинейтральность плазмы, плоский зонд в плазме.

  2. Формула Саха. Равновесные концентрации ионов примесей.

  3. Быстрые заряженные частицы в плазме – времена замедления, рассеяния и торможения.

  4. Убегающие электроны, поле Драйсера.

  5. Ионизация и перезарядка атомов в плазме.

  6. Гиромагнитный нагрев плазмы.


  7. Классический пробкотрон: движение захваченных частиц, конус потерь, амбиполярный потенциал, адиабатические инварианты.

  8. Время удержания плазмы в классическом пробкотроне и в газодинамической ловушке.

  9. Движение заряженной частицы в поле прямого тока.

  10. Траектории частиц в токамаке.

  11. Моменты кинетического уравнения. Уравнение теплопереноса.

  12. Кинетика простой плазмы (качественное рассмотрение).

  13. Проводимость лоренцевской плазмы.

  14. Излучение из плазмы.

Задания


ассистент Сергей Викторович Мурахтин

  1. Плотность ионов в плазме как функция координаты х имеет вид ступеньки: она равна при х0, и при х>x0, причем . Найти распределение потенциала и плотности электронов, если электронная температура равна Т.

  2. Водород плотностью нагрет до температуры 0.5 эВ. Для того, чтобы увеличить проводимость плазмы, в нее добавляют примесь калия. Какова должна быть доля примесных атомов, чтобы число свободных электронов увеличилось в два раза? Энергия ионизации калия равна 4.5 эВ.

  3. Электрон, имевший на бесконечности скорость , налетает с прицельным параметром на другой электрон, первоначально неподвижный. Какую энергию приобретет второй электрон после столкновения? Найти среднюю энергию , переданную неподвижному электрону, если налетающий электрон с равной вероятностью может пролететь в кружке, соответствующем прицельным расстояниям в интервале .

  4. Найти транспортное сечение рассеяния ультрарелятивистского электрона на неподвижном кулоновском центре.

  5. Найти, за какое время протон с энергией 5кэВ совершит полный оборот вокруг Земли в ее магнитном поле. Рассмотреть случай, когда составляющая скорости вдоль магнитного поля равна нулю и протон стартует с силовой линии, максимальное удаление от центра Земли которой равно 20тыс.км. Принять, что поле Земли создается диполем расположенным в ее центре, дипольный момент которого равен .

  6. Электрон с энергией 1 эВ влетает в магнитное поле прямого тока I=1 кА на расстоянии r=5 см от проводника. Найти направление и величину дрейфовой скорости электрона, если его питч-угол равен 600. На сколько изменится расстояние r, если ток в проводнике медленно увеличить в два раза?

  7. В пробочное магнитное поле инжектируется пучок заряженных частиц, имеющих одинаковые значения энергии и питч-угла. По какому закону изменяется плотность заряженных частиц вдоль силовой линии , если известно, что они отражаются в точке, где , а их плотность в минимуме поля равна ?

  8. Вычислить проводимость лоренцевской плазмы, решив кинетическое уравнение по методу Чепмена-Энскога.

  9. Вычислить, за какое время остынет термоядерная плазма с вследствие тормозного излучения электронов?

  10. Найти время замедления термоядерных -частиц в плазме с .

Литература


  1. Арцимович Л.А., Сагдеев Р.З. Физика плазмы для физиков. М.: Атомиздат, 1979.

  2. Александров А.Ф., Богданкевич Л.С., Рухадзе А.А. Основы электродинамики плазмы. М.: Высш. шк., 1978.

  3. Чен Ф. Введение в физику плазмы. М.: Мир, 1987.

  4. Ландау Л.Д., Лившиц Е.М. Статистическая физика, ч.1. М.: Наука,1976.

  5. Франк-Каменецкий Д.А. Лекции по физике плазмы. М.: Атомиздат, 1968.

  6. Кролл Н., Трайвелпис А. Основы физики плазмы. М.: Мир, 1975.

  7. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. М.: Наука, 1966.

  8. Жданов В.П. Элементарные процессы в высокотемпературной плазме. Препринт ИЯФ СО АН СССР №80-110, 1980.

  9. Арцимович Л.А. Управляемые термоядерные реакции. М.: Физматгиз, 1961.

  10. Трубников Б.А. Вопросы теории плазмы. Вып.1. М.: Атомиздат, 1963. С.98.

  11. Лукьянов С.Ю. Горячая плазма и управляемый термоядерный синтез. М.: Наука, 1975.

  12. Сивухин Д.В. Вопросы теории плазмы. Вып.1. М.: Атомиздат, 1963. С.7.

  13. Лифшиц Е.М., Питаевский Л.П. Физическая кинетика. М.: Наука, 1979.

  14. Сивухин Д.В. Вопросы теории плазмы. Вып.4. М.: Атомиздат, 1964. С.81.

  15. Кудрин Л.П. Статистическая физика плазмы. М.: Атомиздат, 1974.

  16. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. М.: Наука, 1987.

  17. Брагинский С.И. Вопросы теории плазмы. Вып.1. М.: Атомиздат, 1963. С.183.

  18. Рютов Д.Д. УФН. 1988. Т. 154, № 4, С. 565.

  19. Ступаков Г.В., Котельников И.А. Лекции по физике плазмы. Новосибирск: Изд-во НГУ, 1996.

Похожие:

Введение в физику плазмы, часть I iconВведение в физику плазмы, часть II
Уравнения одножидкостной магнитной гидродинамики. Тензор плотности потока импульса. Адиабаты. Уравнение вмороженности и диффузия...
Введение в физику плазмы, часть I iconЛекции 34 34 Семинары Лабораторные работы
«Техническая физика». Курс содержит основы физики плазмы, включая физику низкотемпературной плазмы, высокотемпературной и термоядерной...
Введение в физику плазмы, часть I iconПрограмма «Физика твердого тела и фотоника»
Целью программы является подготовка специалистов в области физики конденсированного состояния вещества, включающей физику твердого...
Введение в физику плазмы, часть I icon«Введение в физику конденсированного состояния»

Введение в физику плазмы, часть I iconО сказках, религии и вере в существование бога
Его теоретическое наследие в области физики огромно: он изучал распространение радиоволн, происхождение космических лучей, термоядерные...
Введение в физику плазмы, часть I iconПрограмма дисциплины опд. Ф. 02. 1 История языка и введение в спецфилологию Часть I. Введение в спецфилологию
Предметом теоретического курса «Введение в спецфилологию» является история германских языков и народов. Его цели: ознакомление студентов...
Введение в физику плазмы, часть I iconПопов Александр Степанович (1859-1906)
С 1883 г. А. С. Попов с семьей жил в Кронштадте и состоял на службе в Морском ведомстве. Он преподавал электротехнику, высшую математику,...
Введение в физику плазмы, часть I iconМногомасштабная инвариантность турбулентности пристеночной плазмы в токамаке 01. 04. 08 физика плазмы

Введение в физику плазмы, часть I iconКинетика газоразрядной плазмы
Международная (Звенигородская) конференция по физике плазмы и утс, 6 – 10 февраля 2012 г
Введение в физику плазмы, часть I iconЛазерная штарковская спектроскопия плазмы
Международная (Звенигородская) конференция по физике плазмы и утс, 13 – 17 февраля 2006 г
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org