Introduction in Plasma Physics

2022/2023

Academic Year

RUS

Instruction in Russian

4

ECTS credits

Delivered at:

Joint Department of Space Physics with the Space Research Institute (RAS)

Course type:

Elective course

When:

3 year, 1, 2 module

Instructor

Chernyshov, Alexander

Программа дисциплины

Аннотация

Целями дисциплины являются: ● Знакомство студентов с основными понятиями в области физики космической плазмы. ● Знакомство студентов с основными принципами диагностики космической плазмы. ● Овладение принципами создания модулей электронной и ионной оптики анализаторов плазмы, их компьютерное моделирование и прототипирование. ● Овладение основными навыками проведения наземных испытаний приборов для диагностики космической плазмы. ● Знакомство с основными принципами автоматизации лабораторных отработок приборов. Необходимыми для изучения дисциплины пререквизитами являются: ● Курс общей физики.

Цель освоения дисциплины

• Целями дисциплины являются: ● Знакомство студентов с основными понятиями в области физики космической плазмы. ● Знакомство студентов с основными принципами диагностики космической плазмы. ● Овладение принципами создания модулей электронной и ионной оптики анализаторов плазмы, их компьютерное моделирование и прототипирование. ● Овладение основными навыками проведения наземных испытаний приборов для диагностики космической плазмы. ● Знакомство с основными принципами автоматизации лабораторных отработок приборов. Необходимыми для изучения дисциплины пререквизитами являются: ● Курс общей физики.

Планируемые результаты обучения

• знает принципы детектирования нейтральных атомов
• знает принципы определения массового состава ионов.
• знает принципы разделение заряженных частиц по энергиям.
• умеет конструировать координатно-чувствительные детекторы на основе микроканальных пластин
• умеет проектировать элементы электронной и ионной оптики в SIMION 8.1
• умеет разрабатывать приложенияв LabVIEW
• умеет рассчитать геометрический фактор прибора
• умеет создавать промышленные образцы приборов

Содержание учебной дисциплины

• Электростатический анализ частиц. Разделение заряженных частиц по энергиям. Энерго-анализаторы ионов и электронов
• Принципы определения массового состава ионов.
• Принципы детектирования нейтральных атомов
• Детекторы заряженных частиц. Вторичные ионные умножители. Координатно-чувствительные детекторы на основе микроканальных пластин
• Понятие геометрического фактор прибора, расчет геометрического фактора для различных электронно-оптических схем
• Компьютерное моделирование электронной и ионной оптики в SIMION 8.1 (лабораторная практика)
• Основы разработки приложений в LabVIEW (лабораторная практика)
• Производственная практика

Элементы контроля

• Контрольная работа
  Текущий контроль предусматривает контрольную работу во 2-м модуле. Контрольная работа включает письменное решение 6-7 задач по темам пройденного материала.
• Работа на семинарах
• Экзамен
  если за экзамен получено Оэкз меньше или равно 3, то Осеместр = Оэкз, даже если по формуле оценивания получается больше.

Промежуточная аттестация

• 2022/2023 учебный год 2 модуль
  0.6 * Экзамен + 0.28 * Контрольная работа + 0.12 * Работа на семинарах

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Fitzpatrick, R. (2014). Plasma Physics : An Introduction. Boca Raton: CRC Press. Retrieved from http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edsebk&AN=1763605
• Физика плазмы : элементарный курс, Лонгмайр, К., 1966
• Численное моделирование методом частиц, Хокни, Р., 1987
• Элементарная физика плазмы, Арцимович, Л. А., 1969

Рекомендуемая дополнительная литература

• Belmont, G., Rezeau, L., Riconda, C., & Zaslavsky, A. (2019). Introduction to Plasma Physics. London, UK: ISTE Press - Elsevier. Retrieved from http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edsebk&AN=1951640
• James E. Drummond. (2013). Plasma Physics. [N.p.]: Dover Publications. Retrieved from http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edsebk&AN=1150661
• Pezzi, O., Cozzani, G., Califano, F., Valentini, F., Guarrasi, M., Camporeale, E., … Veltri, P. (2019). ViDA: a Vlasov-DArwin solver for plasma physics at electron scales. https://doi.org/10.1017/S0022377819000631
• Tajima, T. (2018). Computational Plasma Physics : With Applications To Fusion And Astrophysics (Vol. First edition). Boca Raton, FL: CRC Press. Retrieved from http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edsebk&AN=1735416