Introduction to Plasma Physics

2019/2020

Academic Year

RUS

Instruction in Russian

5

ECTS credits

Delivered at:

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

Course type:

Elective course

When:

1 year, 1, 2 module

Instructor

Chernyshov, Alexander

Программа дисциплины

Аннотация

Настоящая программа учебной дисциплины устанавливает минимальные требования к образовательным результатам и результатам обучения студента и определяет содержание и виды учебных занятий и отчетности. Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки 03.04.02 «Физика» подготовки магистров. Программа учебной дисциплины разработана в соответствии с:  Образовательным стандартом НИУ ВШЭ 03.04.02 «Физика» по подготовки магистров;  Учебным планом университета по образовательной программе 03.04.02 «Физика» подготовки магистров, утвержденным в 2017 г.

Цель освоения дисциплины

• Целями освоения дисциплины "Введение в физику плазмы" являются:  формирование у студентов профессиональных компетенций, связанных с использованием современных теоретических представлений в области физики плазмы,  приобретение навыков получения количественных оценок основных параметров, характеризующих свойства плазмы,  формирование подходов к проведению исследований в разных областях физики плазмы и анализу полученных результатов,  развитие умений, основанных на полученных теоретических знаниях, позволяющих развивать качественные и количественные физические модели для исследования свойств плазмы в широком диапазоне плазменных параметров

Планируемые результаты обучения

• умеет представить результаты вычислений и обосновать их значимость для научного сообщества
• умеет сделать численные оценки основных параметров плазмы и оценить адекватность сделанных оценок в текущей научной публикации
• может дать качественные выводы при переходе к предельным условиям в изучаемых проблемах; умеет пользоваться своими знаниями для исследования свойств плазмы в широком диапазоне плазменных параметров
• умеет оценить декремент затухания волн в плазме
• знает процессы диссипации энергии в плазме
• умеет написать гидродинамические уравнения для плазмы для простейших случаев
• знает свойства тензора диэлектрической проницаемости и умеет его вычислить
• умеет вычислить декремент неустойчивости Релея-Тейлора
• умеет применять статистические методы для описания плазмы
• умеет решать задачи с использованием понятия дрейфовых волн

Содержание учебной дисциплины

• Общие сведения о плазме, критерии существования плазмы, коллективные явления и взаимодействия между частицами
• Движение заряженных частиц в магнитном поле, адиабатические инварианты движения частиц
• Кинетическое описание плазмы, интеграл столкновений, ленгмюровские и ионно-звуковые колебания, затухание Ландау
• Гидродинамическое описание плазмы: одножидкостная и двухжидкостная модели плазмы; магнитогидродинамические волны
• Тензор диэлектрической проницаемости и дисперсионные уравнения для волн в холодной магнитоактивной плазмы
• Потоковые неустойчивости
• Квазилинейная теория плазменных колебаний
• Дрейфовые волны

Элементы контроля

• Экзамен
  Процедура итоговой накопительной оценки следующая: 1) в билете на экзамене содержатся 2 устных вопроса; 2) суммарная оценка за семестр складывается из оценки за посещаемость занятий и собственно экзамен. В рамках 10-бальной шкалы может быть реализована такая схема: итоговая оценка за курс равна (0.5 X + 0.3 Y + 0.2)/2, где X, Y - оценки за ответы на первый и второй экзаменационные вопросы, соответственно, 2 – максимальный балл за посещаемость в 1-м и 2-м модулях. Студенты, имеющие максимальный балл за посещаемость, могут подготовить один из экзаменационных вопросов по выбору заранее. 3) При наличии сомнений в уровне подготовки студента проводится беседа по тематике дисциплины, на основании которой корректируется оценка за экзамен.
• Участие в работе на семинаре

Промежуточная аттестация

• Промежуточная аттестация (2 модуль)
  0.3 * Участие в работе на семинаре + 0.7 * Экзамен

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
• Голант В. Е., Жилинский А. П., Сахаров И. Е. - Основы физики плазмы - Издательство "Лань" - 2011 - 448с. - ISBN: 978-5-8114-1198-6 - Текст электронный // ЭБС ЛАНЬ - URL: https://e.lanbook.com/book/1550

Рекомендуемая дополнительная литература

• Теоретическая физика. Т.10: Физическая кинетика, , 2002