|
授業の目標
|
|
・プラズマの物理現象を通して電磁界と物質との相互作用について学ぶ。
・プラズマの基礎から、荷電粒子の運動方程式とその具体的例、流体的な取り扱い方を理解する。
・プラズマ中の波動の伝播について特徴的な例を学ぶ。
|
|
|
|
到達目標
|
|
・プラズマの基礎的な物理量を求めることができる。
・電磁界中の荷電粒子の運動について理解し、その運動を示すことができる。
・プラズマ中の波動の数学的な取り扱いについて理解し、波動伝播の様子を示すことができる。
|
|
|
|
身につく能力
|
|
＜全学ディプロマ・ポリシー＞
○(1)各研究科・専攻の専門分野に応じた高度な専門知識
○(2)各研究科・専攻の専門分野に応じた研究開発能力
(3)高い水準の幅広い教養と倫理観
(4)高度な専門知識・研究開発能力・倫理観・幅広い教養を統合し、問題を発見し解決する能力
(5)高度な専門知識・研究開発能力・倫理観・幅広い教養を統合し、グローカルな視野をもって社会的・経済的価値を創出する力
|
|
|
授業の概要
|
|
電磁理論を学ぶ題材としてプラズマをとりあげる。プラズマは、固体、液体、気体に続く物質の第４の状態であり荷電粒子と中性粒子とによって構成され、集団的ふるまいをする準中性気体と定義される。
荷電粒子を含むことからプラズマは電磁界によって影響を受ける。
講義においては、プラズマの基礎的性質から、単一荷電粒子の運動、プラズマ中の波動伝播などについて理解を深める。
|
|
|
|
授業の計画
|
|
第１週 プラズマの基礎１（定義と基礎物理量）
第２週 プラズマの基礎２（速度分布関数１）
第３週 プラズマの基礎３（速度分布関数２）
第４週 プラズマの基礎４（衝突断面積と平均自由行程）
第５週 単一荷電粒子の電磁界中での運動１（サイクロトロン運動）
第６週 単一荷電粒子の電磁界中での運動２（ドリフト運動）
第７週 単一荷電粒子の電磁界中での運動３（磁気閉じ込め）
第８週 プラズマの流体的取扱い
第９週 プラズマ中の波動１（波動の線形表現と位相速度，群速度）
第10週 プラズマ中の波動２（プラズマ振動）
第11週 プラズマ中の波動３（電子プラズマ波）
第12週 プラズマ中の波動４（高域混成波）
第13週 プラズマ中の波動５（カットオフと共鳴）
第14週 プラズマ中の波動６（Oモード，Xモード）
第15週 プラズマ中の波動７（R波，L波）
|
|
|
|
授業時間外学修の指示
|
|
|
講義において配布する資料について、式の導出などの予習・復習を行うこと
|
|
|
|
成績評価の方法
|
|
|
|
|
テキスト・参考書等
|
|
テキスト：プリントを配布する。
参 考 書：F. F. Chen 著／内田岱二郎 訳『プラズマ物理入門』：丸善 税抜4,200円
|
|
|
|
履修上の留意点
|
|
|
解析学、電磁気学、統計力学をよく復習しておくこと。
|
|
|
|
資料
|
|
|
|
|
備考
|
|
|