Osnove fizike plazme

Opis predmeta

Povijesni pregled fizike plazme.Karakteristični parametri plazme. Debyjevo zasjenjenje. Kvazineutralnost. Plazmena i ciklotronska frekvencija. Elektromagnetsko zračenje iz plazme. Sudarni procesi u plazmi. Sudarna frekvencija. Plazma u električnom polju. Otpornost plazme. Magnetohidrodinamika: osnovne jednadžbe, ravnoteža, Rayleigh-Taylor nestabilnost. Valovi u plazmi. Dijagnostika plazme: mjerenja temperature i gustoće. Vrste plazme i korištenje: umjetno proizvedene plazme, plazme na Zemlji i u svemiru.

Opće kompetencije

Osiguravanje studentima osnovnih znanja iz fizike plazme, i osposobljavanje za uspješno vrlo široko korištenje plazme u njihovim disciplinama od interesa. Omogućavanje studentima razumijevanje kako uspješno postići rezultate kombinirajući znanje stečeno u različitim disciplinama. U predmetu se pokazuje kako se elementi atomske fizike, elektromagnetizma, kvantne fizike, teorije poluvodiča, i elektronike i računarstva mogu koristiti skupa u teoriji fizike plazme. Pomaže studentima da razviju vještine kritičkog razmišljanja. Priprema studenata za karijere u visokotehnološkim industrijama i razvojno-istraživačkim institucijama.

Ishodi učenja

  1. Definirati stanje plazme i karakteristične parametre plazme.
  2. Objasniti plazmenu i ciklotronsku frekvenciju.
  3. Izvesti zakone za elektromagnetsko zračenje iz plazme.
  4. Opisati sudarne procese u plazmi.
  5. Opisati plazmeni sustav preko magnetohidrodinamike.
  6. Opisati valove u plazmi.
  7. Opisati vrste plazme i njihovo korištenje.

Oblici nastave

Predavanja

Predavanja s auditornim vježbama i prezentacijama u dva ciklusa od 7 i 6 tjedana.

Konzultacije

Konzultacije.

Seminari

Seminar.

Način ocjenjivanja

Kontinuirana nastava Ispitni rok
Vrsta provjere Prag Udio u ocjeni Napomena / komentar Udio u ocjeni
Seminar/Projekt 0 % 25 % 0 % 25 %
Prisutnost 0 % 5 % 0 % 5 %
Međuispit: Pismeni 0 % 35 % 0 %
Završni ispit: Pismeni 0 % 35 %
Ispit: Pismeni 0 % 70 %

Tjedni plan nastave

  1. Povijesni pregled fizike plazme. Karakteristični parametri plazme.
  2. Debyjevo zasjenjenje. Kvazineutralnost. Plazmena i ciklotronska frekvencija.
  3. Elektromagnetsko zračenje iz plazme. Relacije ravnoteže.
  4. Sudarni procesi u plazmi. Sudarna frekvencija.
  5. Kinetička teorija. Fazni prostor. Funkcija raspodjele.
  6. Plazma u električnom polju. Otpornost plazme.
  7. Magnetohidrodinamika. Osnovne jednadžbe. MHD ravnoteža. Rayleigh-Taylor nestabilnost.
  8. Međuispit.
  9. Valovi u plazmi.
  10. Dijagnostika plazme: mjerenja temperature.
  11. Dijagnostika plazme: mjerenja gustoće.
  12. Umjetno proizvedene plazme - primjeri.
  13. Plazma u svemiru - primjeri.
  14. Plazme na Zemlji - primjeri.
  15. Završni ispit.

Studijski programi

Sveučilišni diplomski
Automatika (profil)
Predmeti matematike, fizike i prirodoslovlja (1. semestar)
Bežične komunikacijske tehnologije (profil)
Predmeti matematike, fizike i prirodoslovlja (1. semestar)
Elektroenergetika (profil)
Predmeti matematike, fizike i prirodoslovlja (1. semestar)
Elektroničko i računalno inženjerstvo (profil)
Predmeti matematike, fizike i prirodoslovlja (1. semestar)
Elektronika (profil)
Predmeti matematike, fizike i prirodoslovlja (1. semestar)
Elektrotehnički sustavi i tehnologija (profil)
Predmeti matematike, fizike i prirodoslovlja (1. semestar)
Obradba informacija (profil)
Predmeti matematike, fizike i prirodoslovlja (1. semestar)
Programsko inženjerstvo i informacijski sustavi (profil)
Predmeti matematike, fizike i prirodoslovlja (1. semestar)
Računalno inženjerstvo (profil)
Predmeti matematike, fizike i prirodoslovlja (1. semestar)
Računarska znanost (profil)
Predmeti matematike, fizike i prirodoslovlja (1. semestar)
Telekomunikacije i informatika (profil)
Predmeti matematike, fizike i prirodoslovlja (1. semestar)

Literatura

H.-J. Kunze (2009.), Introduction to Plasma Spectroscopy, Springer
D. A. Gurnett, A. Bhattacharjee (2005.), Introduction to Plasma Physics, Cambridge University Press
A. W. DeSilva (1991.), Plasma Diagnostics, University of Maryland
I. H. Hutchinson (1987.), Principles of Plasma Diagnostics, Cambrigdge University Press
Paul M. Bellan (2008.), Fundamentals of Plasma Physics, Cambridge University Press

Izvedba

ID 70068
  Zimski semestar
4 ECTS
R3 Engleski jezik
R1 E-učenje
45 Predavanja
0 Auditorne vježbe
0 Laboratorijske vježbe

Ocjenjivanje

85 izvrstan
70 vrlo dobar
60 dobar
50 dovoljan