קורסים שאינם מקנים נקודות זכות
20971 פיסיקת הפלסמה
20971 פיסיקת הפלסמה
4 נקודות זכות ברמה מתקדמת ללא אפשרות לכתיבת עבודה סמינריונית
שיוך: מדעים / מדעי הטבע / פיסיקה
תנאי קבלה: 70 נ"ז במדעים ובכללן הקורסים: מכניקה, חשמל ומגנטיות, פרקים בפיסיקה מודרנית, חשבון דיפרנציאלי ואינטגרלי א (או חשבון אינפיניטסימלי 1 + השלמות בחשבון אינטגרלי, תרמודינמיקה לפיסיקאים או תרמודינמיקה, גלים ואופטיקה. פטור מקורסי שפה באנגלית ועמידה בדרישות ההדרכה הביבליוגרפית בספרייה.
או קבלה לתואר השני באסטרופיסיקה.
ידע קודם דרוש: חשבון דיפרנציאלי ואינטגרלי ב (או חשבון אינפיניטסימלי 2), מבוא למשוואות דיפרנציאליות רגילות (או משוואות דיפרנציאליות רגילות 1.
ידע קודם מומלץ: אלקטרומגנטיות אנליטית, אטומים מולקולות ותכונות החומר, שיטות מתמטיות בפיסיקה.
הקורס בפיתוח
זהו קורס בחירה בכל תוכניות הפיסיקה לתואר ראשון ובתואר השני (MSc) באסטרופיסיקה. מטרת הקורס היא להקנות הבנה מעמיקה לגבי הפיסיקה של חומר מיונן – פלסמה, מצב הצבירה הרביעי והנפוץ ביותר ביקום הנראה. מכיוון שמדובר בחלקיקים ואטומים טעונים חשמלית הכוחות האלקטרומגנטיים משחקים תפקיד מרכזי, וכן הדינמיקה של חלקיקים בודדים ואינטראקציות שלהם גם גלים שונים בפלסמה, ותופעות קולקטיביות בהן מעורבת כמות מאקרוסקופית של חלקיקים. פיסיקת הפלסמה היא חיונית לחקר האסטרופיסיקה, לחקר היתוך גרעיני ולשימושים רבים אחרים בתעשייה.
נושאי הלימוד
הקורס יתמקד בעקרונות החשובים ביותר שמופיעים בפיסיקת הפלסמה כגון: מיסוך דבאי, פרמטר ותדירות הפלסמה, תנועת חלקיק יחיד בשדה אלקטרומגנטי כללי, פלסמה כנוזל, סוגי גלים בפלסמה, תיאוריה קינטית של פלסמה ותופעות לא לינאריות.
חומר הלימוד
הספר:
Francis F. Chen, Introduction to Plasma Physics and Controlled Fusion, Springer New York, NY).
--------------------------------------------------------
Plasma Physics (20971) Syllabus [Elective]
Credits: 4 credits
Prerequisites: Analytical Electromagnetism (20589), Waves and Optics (20248), Statistical Physics (20314), Mathematical Methods in Physics (20602), Introduction to Differential Equations (20218), Linear Algebra I (20109). Similar courses from other institutions may be approved by the instructor.
Course Overview:
This is an elective course for MSc students in astrophysics or advanced physics BSc students. Plasma physics studies the properties of ionized matter – the fourth state of matter, which dominates the visible universe. The course is intended only as a first plasma physics course, but includes critical concepts needed for a foundation for further study. Plasma involves complicated interactions between atomic, electric, mechanical and gas-dynamic processes. Plasma physics is crucial in space research, fusion research and many industrial applications.
The Topics covered in this course are:
-
Single particle motion in a electromagnetic fields.
-
Plasmas as fluids, magneto-hydrodynamics and waves in plasmas.
-
Kinetic theory of plasmas.
Learning Objectives / Outcomes:
After completing the course the student should have a basic understanding of:
-
Basic plasma concepts: Debye shielding, plasma parameter, plasma frequency.
-
Single particle motion: guiding center drifts, adiabatic invariants, magnetic mirrors.
-
Velocity distribution, collisions, Coulomb logarithm, transport.
-
Fluid models: two-fluid model, magneto-hydrostatics, magneto-hydrodynamics.
-
Plasma waves: unmagnetized, electrostatic, magnetized, dispersion relations.
-
Kinetic description: the Vlasov equation, the fluid limit, distribution functions, Landau damping, non-linear effects.
Required Text
TBD, e.g. A. Piel, Plasma Physics, An Introduction to Laboratory, Space and Fusion Plasmas, (Springer-Verlag, 2010); F. F. Chen, Introduction to Plasma Physics and Controled Fusion, 2nd Ed. (Plenum Press, 1984); R. M. Kulsrud, Plasma Physics for Astrophysics, (Princeton University Press, 2005).