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講義科目名 プラズマ物理入門 
講義題目
授業科目区分 専攻授業科目又は関連授業科目(major courses or related courses) 
開講年度 2017 
開講学期 前期 
曜日時限 前期 金曜日 3時限
必修選択 学府要項を確認のこと。(refer to the Guidelines for IGSES) 
単位数 2.0 
担当教員

林 信哉

開講学部・学府 総合理工学府 
対象学部等 総合理工学府(IGSES) 
対象学年 修士課程(Master’s Program) 
開講地区 筑紫地区
その他
(自由記述欄)



履修条件
履修条件
・力学や電磁気学などの初等的物理数学を習得していること。 
授業概要
・プラズマ物理学の研究に必要な概念と基礎的知識を修得する.
・粒子または流体としてのプラズマの表現から電場,磁場中でのプラズマの特徴的な振る舞いを理解する.
・授業は英語のテキストを輪講形式で読み進める. 
This lecture provides fundamental concepts and basic knowledge of plasma physics.

This course is designed to understand behavior of plasmas as particles and/or fluids, characteristic behavior of plasmas in electric field and magnetic field.

The class goes on reading an English text in a colloquium form. 
全体の教育目標
プラズマ物理学の授業を初歩から行い、プラズマの基本的知識を身につけ、今後のプラズマ関連科目を理解できる基礎力の習得を目的とする 
個別の教育目標
プラズマにおける粒子と流体の運動、プラズマ中の波動、拡散、平衡と安定性などのプラズマの物理的基礎概念を理解すること。 
授業計画
1回:プラズマの定義、プラズマパラメータ、プラズマであるための条件、プラズマ応用
2回:粒子の運動:一様な電場と磁場、非一様磁場
3回:粒子の運動:非一様電場、時間変動する電場と磁場
4回:粒子の運動:断熱不変量
5回:流体としてのプラズマ:電磁気学との関係
6回:流体としてのプラズマ:流体の方程式
7回:流体としてのプラズマ:ドリフトとプラズマ近似
8回:プラズマ中の波動:波動について、電子プラズマ波、イオン音波
9回:プラズマ中の波動:磁場に垂直な電子静電振動と静電イオン波、低域混成周波数
10回:プラズマ中の波動:種々の電磁波
11回:プラズマ中の波動:実験例、磁気流体波、磁気音波、CMA図
12回:拡散と抵抗:弱電離気体での拡散と移動度、定常解、再結合
13回:拡散と抵抗:磁場を横切る拡散、完全電離気体の衝突と拡散、拡散方程式、種々の拡散
14回:平衡と安定性:磁気流体的平衡、不安定性の分類
15回:平衡と安定性:二流体不安定性、重力不安定性、抵抗性ドリフト波


1: Definition of plasma, Plasma parameter, Criteria of plasma, Plasma applications
2: Particle motions: Uniform electric field and magnetic field, Nonuniform magnetic field
3: Particle motions: Nonuniform electric field, Time varying electric field and magnetic field
4: Particle motions: Adiabatic invariant
5: Plasmas as fluids: Relationship with electromagnetism
6: Plasmas as fluids: Fluid equations
7: Plasmas as fluids: Drift and plasma approximation
8: Waves in plasmas: About waves in plasmas, electron plasma wave, ion acoustic wave
9: Waves in plasmas: Electrostatic electron oscillation perpendicular to magnetic fields, Electrostatic ion waves, Lower hybrid frequency
10: Waves in plasmas: Electromagnetic waves
11: Waves in plasmas: Hydromagnetic waves, Magnetosonic waves, CMA diagram
12: Diffusion and resistivity: Diffusion and mobility in weakly ionized gase, Steady state solutions, Recombination
13: Diffusion and resistivity: Diffusion across magnetic field, Collision and diffusion in fully ionized gases, Diffusion equation, Diffusions in plasmas
14: Equilibrium and Stability: Hydromagnetic equilibrium, Instabilities in plasmas
15: Equilibrium and Stability: Two stream instability, Gravitational instability, Resistive drift waves 
キーワード
プラズマ、粒子、流体、波動、拡散 
授業の進め方
授業ではスピーカーを決めてテーマごとに内容の説明や式の導出を行う。必要に応じてディスカッションを行う。 
テキスト
Francis F. Chen, Introduction to Plasma Physics and Controlled Fusion, Plenum press, ISBN 0-306-41332-9 
参考書
Francis F. Chen 著 内田岱二郎 訳 プラズマ物理入門 (丸善出版、ISBN-10: 4621042556) 
学習相談
毎週金、講義前後 
試験/成績評価の方法等
1. 輪講、演習での理解度
2. 期末試験の成績
で評価する. 
その他
林 信哉 / Nobuya Hayashi
E-mai: hayashin@aees.kyushu-u.ac.jp 
添付ファイル
更新日付 2017-03-21 15:56:50.372


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