Download Información y temario del curso - Instituto de Ciencias Nucleares

FISICA DE PLASMAS
Curso optativo de las carreras de Física
Julio Martinell. Instituto de Ciencias Nucleares.
Semestre: 2016-II
Créditos: 6 (= 3 horas semanales)
Ayudante: Katia Camacho
Programa
I. Introducción
1.- Plasmas en la naturaleza.
2.- Apantallamiento de Debye
3.- Parámetro del plasma.
4.- Oscilaciones de plasma.
5.- Conductividad eléctrica de un plasma.
6.- Criterios que debe cumplir un plasma.
II. Movimiento de partícula independiente
1.- Orbitas en un campo magnético uniforme.
2.- Derivas (EXB, grad B , curvatura y de polarización).
3.- Momento magnético.
4.- Invariantes adiabáticos.
5.- Fuerza ponderomotriz.
III. Modelos de plasma
1.- Modelo cinético.
2.- Modelo de multifluidos.
3.- Modelo magnetohidrodinámico (MHD).
4.- Forma conservativa de las ecuaciones MHD.
IV. Ondas en Plasmas
1.- Constante dieléctrica de un plasma sin campo (E = B = 0).
2.- Ondas de espacio-carga en plasmas calientes sin campo.
3.- Ondas electrostáticas en plasmas magnetizados.
4.- Ondas electromagnéticas en plasmas fríos.
(a) propagación perpendicular a B. (b)
propagación paralela a B.
5.- Reflexión y transmisión de ondas en un plasmas y sus aplicaciones.
6.- El tensor dieléctrico de un plasma frío magnetizado.
V. Difusión y teoría de Transporte
1.- Difusión y movilidad en plasmas débilmente ionizados.
2.- Recombinación.
3.- Difusión a través de un campo magnético.
4.- Colisiones en plasmas completamente ionizados.
5.- Ecuación de Fokker-Planck.
6.- Tiempos de relajación.
VI. Equilibrio Magnetohidrodinámico
1.- Ecuación de equilibrio.
2.- Principio variacional y estados de equilibrio.
3.- Ecuación de Grad-Shafranov.
VII. Estabilidad Magnetohidrodinámica
1.- Concepto de estabilidad.
2.- Análisis de modos normales.
3.- Principio de energía.
4.- Inestabilidad de intercambio (MHD ideal).
5.- Modos de ruptura (MHD resistiva).
VIII. Introducción a la teoría cinética
1.- Ecuación de Vlasov.
2.- Amortiguamiento de Landau.
3.- Teoría cinética de ondas e inestabilidades.
IX. Aplicaciones
1.- Fusión Termonuclear Controlada.
2.- Plasmas espaciales y astrofísicos.
Evaluación
- Tareas (40%)
- Exámenes parciales (40%)
- Exposiciones y participación (20%)
Referencias
- F. F. Chen, Introduction to Plasma Physics and Controlled Fusion, Plenum Press (1984).
- P.M. Bellan, Fundamentals of Plasma Physics, Cambridge Univ. Press (2006).
- R. J. Goldston y P. H. Rutherford, Introduction to Plasma Physics, Taylor & Francis (1995).
- R. D. Hazeltine y F. L. Waelbroeck, The Framework of Plasma Physics, Perseus Press
(1998).
- D. A. Gurnett y A. Bhattacharjee, Introduction to Plasma Physics: with space and
laboratory applications, Cambridge Univ. (2005).
- Sturrock, Plasma physics : An introduction to the theory of astrophysical, geophysical, and
laboratory plasmas, Cambrige University (1994).
- R. M. Kulsrud, Plasma Physics for Astrophysics, Princeton U. Press (2005).
- K. Miyamoto, Plasma Physics for Nuclear Fusion, MIT Press (1989).
- N. A. Krall y A. W. Trivelpiece, Principles of Plasma Physics, McGraw Hill (1973).
- D. R. Nicholson, Introduction to Plasma Theory, Wiley (1983).
- G. Schmidt, Physics of High Temperature Plasmas, Academic Press (1979).
- T. H. Stix, Waves in Plasmas, American Institute of Physics, (1992).
Página del curso: http://www.nucleares.unam.mx/~martinel/curso-plasma16