ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ГЛАВЫ МАГНИТНОЙ ГИДРОДИНАМИКИ И ФИЗИКИ ПЛАЗМЫ
(лектор: ассистент Самсонов А.А.)
Всего аудиторных занятий                     48 часов
Из них:  лекций                                        48 часов
Практических занятий                                  –
Самостоятельная работа студента         14 часов
Итого                                                        62 часа
Разделы курса:
Кинетическое описание плазмы. Вывод уравнений магнитной гидродинамики. МГД разрывы. Некоторые типы волн в плазме. Неустойчивости в плазме. Взаимодействие волн и частиц.
  1. Гамильтониан заряженной частицы в электрическом и магнитном полях, уравнения Гамильтона. Теорема Лиувилля. Переход от канонических переменных p и r к переменным v и r. Уравнения Больцмана-Власова. Изотропная функция распределения частиц по скоростям, максвелловская функция распределения. Функция распределения со смещенной скоростью, функция распределения во внешнем электрическом поле.
  2. Моменты функции распределения. Вывод уравнений магнитной гидродинамики. Двух-адиабатические МГД уравнения, модель ограниченной анизотропии. Уравнения холловской МГД, обобщенный закон Ома.
  3. Линейные магнитно-гидродинамические волны. Условия Рэнкина-Гюгонио на разрывах. Классификация МГД разрывов. Условия эволюционности ударных волн.
  4. Кинетическая теория волн в плазме без магнитного поля.
  5. Неустойчивость Рэлея-Тейлора или перестановочная неустойчивость. Неустойчивость Кельвина-Гельмгольца, зеркальная неустойчивость.
  6. Взаимодействие волн и частиц. Взаимодействие частиц с полем ленгмюровской волны. Затухание Ландау. Аномальное сопротивление в плазме. Взаимодействие заряженных частиц с полем вистлера. Уравнение Фоккера-Планка.
Примерный перечень вопросов к экзамену по всему курсу
  1. Гамильтониан заряженной частицы в электрическом и магнитном полях, уравнения Гамильтона.
  2. Теорема Лиувилля. Переход от канонических переменных p и r к переменным v и r. Уравнения Больцмана-Власова.
  3. Изотропная функция распределения частиц по скоростям. Функция распределения Максвелла.
  4. Функция распределения со смещенной скоростью, функция распределение в однородном электрическом поле.
  5. Моменты кинетического уравнения, вывод уравнений магнитной гидродинамики.
  6. Тензор давления. Двух-адиабатические МГД уравнения. Модель ограниченной анизотропии.
  7. Уравнения холловской МГД, обобщенный закон Ома.
  8. Линейные магнитногидродинамические волны.
  9. Вывод условий Рэнкина-Гюгонио на разрывах.
  10. Классификация МГД разрывов.
  11. Условия эволюционности ударных волн.
  12. Кинетическая теория волн в плазме без магнитного поля.
  13. Неустойчивость Рэлея-Тейлора.
  14. Неустойчивость Кельвина-Гельмгольца.
  15. Зеркальная неустойчивость.
  16. Взаимодействие частиц с полем ленгмюровской волны (условие затухания волны и величина поглощаемой энергии).
  17. Затухание Ландау. Вывод декремента затухания.
  18. Физические причины развития аномального сопротивления в плазме. Неустойчивости, связанные с развитием аномального сопротивления.
  19. Взаимодействие заряженных частиц с полем вистлера.
  20. Уравнение Фоккера-Планка.
Основная литература
  1. М.И.Пудовкин, А.А.Самсонов, Дополнительные главы магнитной гидродинамики и физики плазмы. Часть I. (Курс лекций).
  2. М.И.Пудовкин, А.А.Самсонов, Дополнительные главы магнитной гидродинамики и физики плазмы. Часть II. (Курс лекций).
  3. Л.Д.Ландау, Е.М.Лифшиц. Теор. Физика, т. VIII: Электродинамика сплошных сред.
  4. В.Хесс. Радиационный пояс и магнитосфера. М., Атомиздат, 1972.
  5. Л.А.Арцимович, Р.З.Сагдеев. Физика плазмы для физиков. М., Атомиздат, 1979.
  6. Кролл, Трайвелпис. Основы физики плазмы. М., Мир, 1975.
  7. Ф. Клеммоу, Дж. Доуэрти. Электродинамика частиц и плазмы. М., Мир, 1996.
  8. Д.А. Франк-Каменецкий. Лекции по физике плазмы. М., Атомиздат, 1964.
  9. R.A. Treumann, W. Baumjohann. Advanced space plasma physics. Imperial College Press, London, 1997.
На главную