- Esperimentazioni di Plasmi
- Introduzione
Syllabus del corso
Obiettivi
Lo scopo è di trasmettere agli studenti la capacità di progettare una diagnostica ed eseguire misure di base sui plasmi sperimentali di macchine lineare per la generazione del plasma.
Contenuti sintetici
progettazione e costruzione di una sonda elettrostatica (Langmuir), misure dei parametri fondamentali di plasma su una macchina lineare.
Programma esteso
Il corso, che si tiene nel laboratorio della macchina lineare GyM presso l’Istituto di Scienza e Tecnologia del Plasma del CNR di Milano, è preceduto da una parte teorica introduttiva in cui sono fornite le nozioni di base sui plasmi da utilizzarsi poi durante la fase sperimentale. Verranno dati accenni sulla interazione onda-plasma alla ciclotronica elettronica, sull’utilizzo di microonde di potenza (generazione e trasmissione) e sulle sonde elettrostatiche usate come diagnostica dei plasmi.
Nella seconda parte del corso, a carattere pratico e sperimentale, gli studenti progetteranno e realizzeranno il sistema diagnostico (sonde elettrostatiche) per misurare gli andamenti spaziali dei parametri principali del plasma di GyM (densità e temperatura elettronica, potenziale di plasma, numero di Mach ed eventualmente fluttuazioni) in diverse condizioni sperimentali (pressione del gas, campo magnetico e potenza RF) scelte secondo l’interesse degli studenti e del programma sperimentale di GyM. L’apprendimento della capacità di gestione dell’intera fase di progettazione, realizzazione, acquisizione dati ed elaborazione software delle misure è lo scopo del corso. Nella relazione finale gli studenti verranno guidati alla scrittura, secondo un linguaggio scientifico rigoroso, di quanto fatto durante la fase sperimentale, riportando i risultati ottenuti ed elaborando, se necessario, modelli interpretativi da inquadrare nel più ampio obiettivo scientifico di GYM sullo studio delle fluttuazioni di plasma .
Per l'anno accademico 2019-2020, parte del corse si svolgerà anche presso i laboratori dell'università su di una macchina lineare per plasmi freddi su cui si faranno misure di caratterizzazione del plasma e di emissione di raggi X (prodotti da un cannone elettronico). Si studierà l'interazione tra il plasma e la generazione di raggi X.Prerequisiti
Fisica II
Modalità didattica
lezione frontale, attività sperimentale in laboratorio
Materiale didattico
F.F.Chen, “Introduction to plasma physics”, Plenum (1984) oppure 3rd Edition - Springer International
Publishing (2016)
G.Pucella, S.Segre - Fisica del Plasma –
Ed. Zanichelli (2010)
Periodo di erogazione dell'insegnamento
III° anno, 2° semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
orale con domande aperte, previa presentazione e discussione di una relazione scritta sulle attività svolte.
Orario di ricevimento
Per appuntamento, via email.
Sul sito web: www.ifp.cnr.it è possibile trovare le informazioni sul docente,
il numero di telefono dello studio, la sede di lavoro e l’indirizzo e-mail per concordare appuntamenti con gli studenti.
Aims
Aim is to give students the skills to plan and to implement a suitable diagnostics to perform basic measurements on laboratory plasmas in linear device to be used to generate plasma.
Contents
development of an electrostatic probe (Langmuir), measurements of
fundamental plasma parameters in the linear device.
Detailed program
the course, held at the laboratory of the linear machine GYM at the Institute of Science and Technology of Plasma - CNR, Milan, is preceded by a first theoretical part in which are provided the main concepts on laboratory plasmas to be used then during the experimental phase. Hints will be given on wave-plasma interaction at the electron cyclotron frequency, on the use of power microwaves and on the electrostatics probes used to diagnose the plasmas.
In the second part of the course, a practical and experimental activity, the students will design and implement the diagnostic system (electrostatic probes) to measure the spatial trends of the main parameters of GyM plasma (electronic density and temperature, plasma potential, Mach number and possibly fluctuations) in different experimental conditions (neutral gas pressure, magnetic field and RF power) chosen according to the interest of the students and of the experimental program of GyM. Learning the capability of the entire planning, implementation, data acquisition and software processing of the measures is the aim of the course. In the final report the students will be guided in the writing, according to a rigorous scientific language, of what was done during the experimental phase, reporting results and elaborating, if necessary, the interpretative models in GYM's broader scientific objective on the study of plasma fluctuations.
For the year 2019-2020, part of the cours will be done in the Lab of university, on a linear machine for cold plasmas on which characterizations of plasma and x-ray emission (generated by an electronic gun) will be performed. The interaction between the generation of x-ray and plasma will be studied.Prerequisites
Physics II
Teaching form
lessons and experimental activities
Textbook and teaching resource
F.F.Chen, “Introduction to plasma physics”, Plenum (1984), 3rd Edition - Springer International
Publishing (2016).
G.Pucella, S.Segre - Fisica del Plasma – Ed. Zanichelli (2010)
Semester
III° year, 2° semester
Assessment method
oral with open questions, after presentation and discussion of a written report on the experimental activities.
Office hours
On scheduled meeting. previously agreed by email.
On the website: www.ifp.cnr.it it is possible to find information about the lecturer,
the phone number of the office, the working site and
the e-mail to agree appointment with the students.
Scheda del corso
Staff
-
Gustavo Granucci