Behörighetskrav

120 hp med Mekanik II. Elektromagnetisk fältteori. Komplex analys rekommenderas.

Mål

Efter godkänd kurs skall studenten kunna:

• definiera, med hjälp av fundamentala plasmaparametrar, under vilka villkor en joniserad gas av laddade partiklar (elektroner och joner) kan behandlas som ett plasma
• särskilja mellan enskild partikel, fluid- och statistisk-kinetisk ansats för att beskriva olika plasmafenomen
• bestämma hastigheter, både snabba och långsamma (drifthastigheter), hos laddade partiklar som rör sig i elektriska och magnetiska fält som är likformiga eller som varierar långsamt i tid och rum
• klassificera de olika elektrostatiska och elektromagnetiska vågor som kan utbreda sig i magnetiserade och icke-magnetiserade plasman, och beskriva de fysikaliska mekanismer som genererar dessa vågor
• definiera och bestämma grundläggande transportegenskaper såsom resistivitet, diffusion (klassisk och anomal) och mobilitet som funktion av kollisionsfrekvensen och av de fundamentala parametrarna både för magnetiserade och icke-magnetiserade plasman
• formulera kraven för att ett plasma ska befinna sig i termodynamisk jämnvikt, eller icke-jämnvikt, samt analysera stabiliteten hos detta jämnviktstillstånd och redogöra för de viktigaste plasmainstabiliteterna
• förklara den fysikaliska mekanismen bakom Landaudämpning samt göra beräkningar inom detta område med hjälp av kinetisk teori

Innehåll

Definition av plasma. Tillämpningar inom fysik och teknologi. Debye- skärmning. Partikelrörelse i elektromagnetiska fält och adiabatiska invarianter. Vätskemodeller av plasma. Vågor i plasma. Vågutbredning, grupphastighet, cut-off och resonans. Kollisioner, resistivitet och diffusion. Jämvikt och plasmainstabiliteter. Grunderna för kinetisk beskrivning av plasma och Landau-dämpning. Elektron- och jonkällor och strålar. DC- och RF-urladdningar som plasmakällor.

Undervisning

Föreläsningar och lektioner.

Examination

Skriftlig tentamen vid kursens slut.