ECTS - University of Pisa
| Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) | |
| FISICA DEI PLASMI | FIS/03 | LEZIONI | 54 |
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Acquisire le basi fisiche della teoria dei plasmi e delle differenze e analogie rispetto ai fluidi.
The student will acquire basic competences and knowledge about plasma models, on the fluid regime of a magnetized plasmas and on waves and instability analysis.
Valutazione:
Lo studente sarà valutato sulla sua capacità di discutere i contenuti del corso utilizzando la terminologia appropriata. Durante l'esame orale lo studente deve essere in grado di dimostrare le proprie conoscenze del materiale del corso e di saper discutere gli argomenti con linguaggio appropriato e rigore.
Metodi:
Esame orale finale e presentazione di un seminario concordato con il docente
Criteria:
The student will be assessed on his/her demonstrated ability to discuss the main course contents using the appropriate terminology. During the oral exam the student must be able to demonstrate his/her knowledge of the course material and be able to discuss the reading matter thoughtfully and with propriety of expression.
Methods:
Laurea triennale
Lezioni frontali
Attività di apprendimento:
Presenza: Obbligatoria
Metodi di insegnamento:
Delivery: face to face
Learning activities:
Attendance: Mandatory
Teaching methods:
Fondamenti:
Definizione di plasma elettromagnetico; Lunghezze e tempi caratteristici; Frequenza di plasma
Termodinamica statistica di un plasma
Ruolo delle collisioni, tempo di rilassamento e tempo dinamico
Variabili microscopiche:
Necessita' di una descrizione microscopica, nonlinearita' e nonlocalita' della dinamica di un plasma
Funzione di distribuzione ed equazione di Vlasov; Onde di Langmuir e risonanza di Landau
Teoria fenomenologica della turbolenza nei fluidi; Cenni alla turbolenza nei plasmi.
Variabili macroscopiche:
Equazioni dei momenti: modello a due fluidi e a singolo fluido
La descrizione magnetoidrodinamica (MHD) di un plasma
La legge di Ohm per plasmi magnetizzati; il teorema di congelamento
Equilibrio e stabilità. Linearizzazione e analisi ai modi normali
Esempi di propagazione di onde in teoria fluida:
onde longitudinali; onde elettromagnetiche; onde MHD
Principali instabilità nella descrizione MHD
La riconnessione magnetica
Introduzione ai motori a plasma
Applicazioni:
Fisica dello spazio, fusione magnetica
Fundamentals:
Definition of a plasma; Characteristic scale lenghts and times; Plasma frequency
Statistical thermodynamics of a plasma
Role of collisions, relaxation time and dynamics time
Microscopic Variables:
Distribution function and Vlasov equation; Langmuir waves and Landau resonance
Phenomenological theory of turbulence in fluids; Hints about turbulence in plasmas.
Macroscopic Variables:
Moment Equation: Two fluid and single fluid model
The magnetoidrodynamic description (MHD) of a plasma
Ohm's Law for Magnetized Plasmas; The frozen-in theorem
Equilibrium and stability. Linearization and normal modes analysis
Examples of wave propagation in fluid theory:
Longitudinal waves; electromagnetic waves; MHD waves
Main instabilities in the MHD description
Magnetic reconnection
Introduction to plasma engines
Applications:
Space plasmas, magnetic fusion and inertial fusion.
Krall A, W.Trivelpiece; Principles of Plasma Physics, McGraw-Hill, 1973;
G. Pucella, S. Segre, Fisica dei Plasmi, Zanichelli 2009
D.R.Nicholson, Introduction to Plasma Theory Krieger Publ.Co
SUGGESTED TEXT:
G. Pucella, S. Segre, Fisica dei Plasmi, Zanichelli, 2009;
Krall and A.W.Trivelpiece, Principles of Plasma Physics, McGraw-Hill, New and St. Louis, 1973;
Boyd and Sanderson, The Physics of Plasmas, Cambridge
D.R.Nicholson, Introduction to Plasma Theory, Krieger Publ.Co., 1991.
Guardare con attenzione il registro delle lezioni. Contattare il docente.
Watch the lesson register carefully. Contact the teacher.
Orale (colloquio tra il candidato e il docente in forma di domanda/risposta e esercizi alla lavagna sui vari argomenti trattati nel corso) + seminario concordato con il docente su un argomento non trattato nel corso ma attinente al corso (materiale da trovare con ricerca in biblioteca, sul web o su consiglio del docente).
Oral + seminar
http://www.plasapar.com/en/summer-school-2017
http://www.plasapar.com/en/summer-school-2017
