Fundamentals of Plasma Physics

Opis predmeta

Povijesni pregled fizike plazme.Karakteristični parametri plazme. Debyjevo zasjenjenje. Kvazineutralnost. Plazmena i ciklotronska frekvencija. Sudarni procesi u plazmi. Sudarna frekvencija. Magnetohidrodinamika: osnovne jednadžbe. Nestabilnosti plazmenih sustava. Valovi u plazmi. Dijagnostika plazme: mjerenja temperature i gustoće. Vrste plazme i korištenje: umjetno proizvedene plazme, plazme na Zemlji i u svemiru.

Ishodi učenja

  1. Definirati stanje plazme i karakteristične parametre plazme.
  2. Objasniti plazmenu i ciklotronsku frekvenciju.
  3. Opisati plazmeni sustav preko magnetohidrodinamike.
  4. Opisati sudarne procese u plazmi.
  5. Opisati valove u plazmi.
  6. Opisati vrste plazme i njihovo korištenje.
  7. Opisati nestabilnosti plazmenih sustava.

Oblici nastave

Predavanja

2 ciklusa predavanja: 7 tjedana i 6 tjedana

Seminari i radionice

neobavezni seminar

Auditorne vježbe

problemi i vježbe

Mješovito e-učenje

rješavanje dodatnih zadataka

Način ocjenjivanja

Kontinuirana nastava Ispitni rok
Vrsta provjere Prag Udio u ocjeni Prag Udio u ocjeni
Seminar/Projekt 0 % 30 % 0 % 30 %
Međuispit: Pismeni 0 % 35 % 0 %
Završni ispit: Pismeni 0 % 35 %
Ispit: Pismeni 0 % 70 %

Tjedni plan nastave

  1. Definicija stanja plazme. Ionizacijski i rekombinacijski procesi. Stupanj ionizacije, Tlak i srednja kinetička energija čestica plina. Jednadžba stanja, Stupnjevi slobode molekule. Toplinski kapaciteti plinova
  2. Opisi plazmenih sustava. Karakteristični plazmeni parametri, Bohrovi postulati. Bohrov model vodikovog atoma. Kvantizacija energije, Maxwellova raspodjela brzina čestica, Ekviparticija energije i Maxwell-Boltzmannova raspodjela
  3. Kolektivno međudjelovanje. Kvazineutralnost. Plazmena i ciklotronska frekvencija, Termodinamička ravnoteža
  4. Elektronska plazmena frekvencija
  5. Debyejeva duljina. Debyejevo zasjenjenje, Klasični i kvantni režim, Elektrostatski plazmeni valovi. Landauovo prigušenje
  6. Sudarna frekvencija, Sudari između nabijenih i neutralnih čestica. Sudari između nabijenih čestica, Nuklearna fuzija. Fotoionizacija i pobuđenje. Ionizacija uhvatom elektrona. Sudari s površinama
  7. Plazma - fluid, Jednadžba gibanja. Jednadžba kontinuiteta. Jednadžba stanja. Maxwellove jednadžbe u plazmi
  8. Međuispit
  9. Nestabilnosti. Plazmene nestabilnosti. MHD nestabilnosti
  10. Dijagnostika plazme: određivanje temperature
  11. Dijagnostika plazme: određivanje gustoće
  12. Primjena plazme: umjetno proizvedena plazma
  13. Primjena plazme: plazma na Zemlji
  14. Primjena plazme: plazma u svemiru
  15. Završni ispit

Studijski programi

Sveučilišni preddiplomski
[FER3-EN] Computing - studij
Elective Courses (5. semestar)
[FER3-EN] Electrical Engineering and Information Technology - studij
Elective Courses (5. semestar)

Literatura

Sanda Pleslić (2020.), Osnove fizike plazme (elektronička skripta) 2010.-2020.,
H.-J. Kunze (2009.), Introduction to Plasma Spetroscopy, 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
P. M. Belan (2006.), Fundamentals of Plasma Physics, Cambridge University Press

Nositelji

Doc. dr. sc.
Sanda Pleslić

Za studente

Izvedba

ID 223371
  Zimski semestar
5 ECTS
R3 Engleski jezik
R2 E-učenje
45 Predavanja
0 Seminar
15 Auditorne vježbe
0 Laboratorijske vježbe
0 Konstrukcijske vježbe

Ocjenjivanje

85 izvrstan
70 vrlo dobar
60 dobar
50 dovoljan

Sličan predmet