Course Syllabus
Obiettivi
Obiettivi
Insegnamento dei fondamenti della fisica dei plasmi, di alcune fenomenologie rilevanti nell'ambito della fusione termonucleare controllata, dei plasmi astrofisici, ionosferici, e delle applicazioni dei plasmi:
Modelli cinetici e fluidi per plasmi e applicazioni dei modelli allo studio dell'interazione onde-plasma in plasmi natuarli e di laboratorio.
Equazioni della Magnetoidrodinamica per lo studio della stabilità dei plasmi magnetizzati e instabilità magnetoidrodinamica in plasmi lineari e toroidali, natuarli e di laboratorio.
Cenni ai modelli descrittivi dei plasmi prodotti per applicazioni (cinetica in fase gas e in fase superficie, guaine e sorgenti)
Contenuti sintetici
Contenuti sintetici
Fondamenti della fisica dei plasmi: modelli cinetico e fluido del plasma, interazione onde-plasma con modello a più fluidi e modello cinetico, magnetoidrodinamica, stabilità e instabilità magneto-idrodinamiche, riconnessione magnetica, cenni alle applicazioni dei plasmi (sorgenti a plasma e guaine).
Programma esteso
Programma esteso
Descrizioni cinetica e fluida del plasma: La funzione di distribuzione;
L’equazione di Vlasov; e la descrizione Cinetica, Landau Damping e onde elettrostatiche secondo la descrizione cinetica.
I momenti della funzione di distribuzione; Derivazione delle equazioni fluide;
Onde nei plasmi secondo la descrizione a più fluidi: Onde in plasma non magnetizzato; Oscillazioni di Langmuir; Onde trasversali elettromagnetiche; Gli effetti di pressione; Onde in un plasma magnetizzato: propagazione perpendicolare e parallela; La polarizzazione delle onde nel plasma e la rotazione di Faraday; Onde in un plasma con velocità di deriva: instabilità a due fasci. Diagnostica dei plasmi mediante onde.
Derivazione delle equazioni della Magnetoidrodinamica e MHD ideale; il tensore di Reynolds e la diffusione del campo magnetico, le isole magnetiche e la riconnessione magnetica. Condizioni di stabilità delle configurazioni magnetiche. Descrizione delle instabilità MHD: cenni alle Instabilità sausage e instabilità Kink; Trattazione dell'Instabilità di Rayleigh-Taylor per i fluidi e per un plasma;
Applicazioni dei plasmi: Sorgenti, Guaine e processi a plasma.
Prerequisiti
Nessuno
Modalità didattica
Lezioni frontali (6 CFU) tenute in aula con l'ausilio della lavagna e proiezione di filmati e slides
Materiale didattico
Testi di riferimento:
R .J. Goldston, Introduction to Plasma Physics
M. A. Liebermann, Principles of plasma discharges and material processing, Wiley Interscience
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Primo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Esame Orale
Voto in trentesimi: 18-30/30
Domande sugli argomenti del programma svolti incluso un argomento a scelta dello studente
Orario di ricevimento
Su appuntamento da concordare via email to claudia.riccardi@unimib.it
p/o
Ed. U2 - Dipartimento di Fisica, Piazza della Scienza 3 - 3 piano stanza 3014.
Email: claudia.riccardi@unimib.it
Sustainable Development Goals
Aims
Aims
Teaching the principles of plasma physics: relevant thermonuclear fusion issues, astrophysics, ionosphere and plasma applications:
Kinetic and fluid models for plasmas applications to the study of wave-plasma interaction in natural and laboratory plasmas,
Magnetohydrodynamic equations for the study of the stability of magnetized plasmas and magnetohydrodynamic (MHD) instability in linear and toroidal plasmas and in natural and laboratory plasmas.
Introduction to models of the plasmas produced for applications (kinetics in gas phase and surface phase, sheaths and sources)
Contents
Contents
Fundamentals of plasma physics: kinetic and fluid plasma models, wave-plasma interaction by fluid model and kinetic model, magnetohydrodynamic equations, magneto-hydrodynamic stability and instabilities, magnetic reconnection, introduction to plasma applications (plasma sheaths and sources).
Detailed program
Detailed program
Kinetic and fluid descriptions of plasma: the distribution function, the Vlasov
equation, the momenta of the distribution function, the fluids equations, MHD and instabilities: space and
time scales. Waves in Plasma: Introduction to the wave propagation in plasma, Linearization of the
Maxwell equations and fluids equations; Waves in non magnetised plasma; Langmuir oscillations;
Electromagnetic transverse waves; Pressure effects; Waves in a magnetised plasma: perpendicular and
parallel propagations; Wave polarisation in plasma; Waves in a drifting plasma: two stream intability.
Kinetics description of waves:Landau Damping. MHD and Instabilities: MHD stability; MHD instabilities:
Kink and sausage instabilities, Rayleigh-Taylor instability for plasma and fluids; Plasma Applications:
Plasma Sources, Sheats and Applications.
Prerequisites
None
Teaching form
Lectures (6 CFU) held in the classroom on the blackboard and projection of movies and slides
Textbook and teaching resource
Reference books:
R .J. Goldston, Introduction to Plasma Physics
M. A. Liebermann, Principles of plasma discharges and material processing, Wiley Interscience
Semester
First semester
Assessment method
Oral examination
Mark range: 18–30/30
Questions on the topics covered by the programme plus a subject of the student’s choice
Office hours
On appointment to be arranged by e-mail to claudia.riccardi@unimib.it
p/o
Ed. U2 - Dipartimento di Fisica, Piazza della Scienza 3 - 3 floor, room 3014.
Phone: 0264482314
Email: claudia.riccardi@unimib.it
Sustainable Development Goals
Staff
-
Claudia Riccardi
