シラバス参照
講義科目名
宇宙流体環境学
講義題目
Space Environmental Fluid Dynamics
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
2018
開講学期
前期
曜日時限
前期 火曜日 4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
担当教員
羽田 亨
松清 修一
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
必須ではないが、電磁気学と流体力学の基本的な知識があることが望ましい。
No pre-requisite required, but basic knowledge on electromagnetism and fluid dynamics will be a plus.
授業概要
宇宙流体環境の基本的かつ代表的なことがらについて講義する。講義の前半では、太陽と太陽風、宇宙プラズマとその基本的性質、惑星磁気圏などの重要な概念を導入する。後半では無衝突衝撃波、非線形プラズマ波動と乱流、相対論的プラズマ、宇宙線など、より高度で専門的な話題を選び、詳しく解説する。プラズマ理論、人工衛星および室内実験、計算機シミュレーションなど、多角的な視点からの議論を行う。現象の表面的な理解ではなく、物理的観点から一見複雑なものごとがどのように説明されるのか理解することに重点を置く。
Lectures on fundamental and representative issues in space environmental fluid dynamics. The first half of the course will introduce such key concepts as the sun and the solar wind, space plasma and its basic properties, and planetary magnetospheres, while in the latter half we will pick a single subject that is more specific and advanced, such as collisionless shocks, nonlinear waves and turbulence, relativistic plasma, and cosmic rays. Discussions will be made fully from multiple points of view of theoretical plasma physics, spacecraft and laboratory experiments, and computer simulations. Emphasis will be placed on physical understanding of each subject rather than complex phenomenology.
全体の教育目標
この講義を履修することにより、宇宙流体環境と宇宙プラズマについての基礎的な知識を習得する。また、宇宙流体環境に生じている様々な現象について物理的観点から理解する。
Upon completing this course, students will be able to define what the space environment is and what the basic properties of the space plasma are. Furthermore, students will understand from physical point of view various phenomena taking place in space environment.
個別の教育目標
この講義を履修することにより、宇宙流体環境と宇宙プラズマについての基礎的な知識を習得する。また、宇宙流体環境に生じている様々な現象について物理的観点から理解する。
Upon completing this course, students will be able to define what the space environment is and what the basic properties of the space plasma are. Furthermore, students will understand from physical point of view various phenomena taking place in space environment.
授業計画
前半は宇宙環境と宇宙プラズマについて概観する。後半には最新のトピックスを取り扱う。
Given below is a list of topics to be covered in the class. Due to the limited time, only one or two topics will be chosen among items with asterisk (*).
1. Overview of space environment and space plasma
2. The sun and the solar wind (observations, acceleration models)
3. Basic properties of the space plasma (what is a plasma?, Debye length, plasma oscillation, etc)
4. Space plasma waves (dispersion relation, instabilities, etc)
5*. The earth's magnetosphere, planetary magnetospheres, and heliosphere
6*. Collision-less shocks (shock conditions, structure and stability, critical mach numbers)
7*. Nonlinear waves in space plasma (parametric instabilities, turbulence, solitons)
8*. Cosmic rays (observations, origin, shock acceleration, transport)
9*. Relativistic plasma (relativistic plasma waves, particle acceleration)
キーワード
宇宙流体環境、宇宙プラズマ
Space environment fluid dynamics, space plasma
授業の進め方
講義
Lectures
テキスト
Chapter 9, "Space Plasma Environment", in "Fluid Dynamics for Global Environmental Studies," Springer, 2017. isbn 978-4-431-56497-3, isbn 978-4-431-56499-7 (ebook)
参考書
初回の講義の際に、関連文献を紹介する。
During the first class we will introduce a list of books relevant to the contents of this lecture series.
学習相談
質問等はいつでも歓迎する。
Students are encouraged to ask questions during or after the lecture.
試験/成績評価の方法等
平常点(40%)+定期試験(60%)
Attendance+quiz (40%), final exam (60%).
その他
講義の初回に使用言語(日本語または英語)を決める。配布資料とスライドは英語で準備する。
Lectures will be given either in Japanese or in English. Materials used in the lecture (slides, handouts) will be prepared in English.
添付ファイル
更新日付
2018-03-28 09:56:30.947
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