Mål og innhald

I emnet utledes dynamiske likninger som gjelder innen driftteori, kinetisk teori og én- og fler-væske beskrivelse for plasma. Likningene er koplet med Maxwells elektromagnetiske likninger, og i kurset studeres bevegelse og strømningsegenskaper for delvis og fullt ioniserte plasma, for ideell og ikke-ideell magnetohydrodynamikk, samt ulike bølgemoder i plasma. Teorien er rettet både mot laboratorieplasma og plasma i rommet.

Læringsutbyte/resultat

Etter fullført emne skal studentene kunne:

• Løse bevegelseslikningen for en elektrisk ladet partikkel i homogene og inhomogene, stasjonære og tidsvarierende elektriske, magnetiske og andre kraftfelt som fører frem til driftteori for partikler i et plasma.
• Bruke adiabatiske invarianter og driftteori til å studere innelukking ("trapping") av ladete partikler i magnetiske felt med eksempler fra magnetosfæren (dipolfelt) og laboratorieplasma.
• Kjenne til kollisjonsparametre og kunne utlede Hall- og Pedersen strømning for ladete partikler som beveger seg på en bakgrunn av nøytrale partikler, og kunne bruke dette på egenskaper i ionosfæren.
• Gjøre rede for strømningsbildet (væske beskrivelse) av plasma fra Solen (solvinden) som vekselvirker med Jordens magnetfelt og skaper magnetosfæren og gir opphav til substormer og nordlys.
• Gjøre rede for partikkelfordelingsfunksjoner og kinetiske likninger for plasma, og fra denne beskrivelse kunne utlede kontinuitetslikninger, bevegelseslikninger og energilikninger for fler-væske og en-væske beskrivelser av plasma, og kjenne til ulike former for generalisert Ohms lov.
• Bruke væskelikninger og Maxwells likninger på utledning av plasma egenskaper når den elektrisk konduktivitet er uendelig stor (ideell magnetohydrodynamikk) og når den er endelig (ikke-ideell magnetohydrodynamikk).
• Bruke væskelikninger og Maxwells likninger for å studere og finne dispersjonslikninger for elektron-oscillasjons bølger, ione-akustiske bølger, Alfvén bølger, magneto-akustiske bølger og bølger i kaldt plasme (whistler)
• Gjøre rede for utleding av Landau dempning fra Vlasovs likning.

Undervisningssemester

Uregelmessig

Eksamenssemester

Det er ordinær eksamen kvart semester

Krav til studierett

For oppstart på emnet er det krav om ein studierett knytt til Det matematisk-naturvitskaplege fakultet, samt at du oppfyller ev opptakskrav

Krav til forkunnskapar

Ingen

Tilrådde forkunnskapar

MAT252 (ev PHYS205), PHYS111, PHYS112

Obligatoriske arbeidskrav

Ingen obligatoriske aktivitetar.

Vurderingsformer

Munnleg eksamen.

Karakterskala

Ved sensur av emnet vert karakterskalaen A-F nytta.

Undervisningsstad

Bergen

Emneevaluering

Studentane skal evaluere undervisninga i tråd med UiB og instituttet sitt kvalitetssikringssystem.