Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес
оригинального документа
: http://foroff.phys.msu.ru/phys/programs/nn/elec/el.htm
Дата изменения: Sun Jul 6 05:18:30 2008 Дата индексирования: Tue Oct 2 01:02:12 2012 Кодировка: koi8-r Поисковые слова: п п п п п п п п п п п п п п п п п |
Министерство образования Российской
Федерации
Нижегородский государственный университет им.
Н.И. Лобачевского
"УТВЕРЖДАЮ"
Декан радиофизического факультета
профессор ___________ С.Н. Гурбатов
УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
курса
"ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ В ПЛАЗМЕ"
для направления 511500 - Радиофизика
(цикл специальных дисциплин)
и
и для специальностей
071500 - Радиофизика и электроника
(цикл специальных дисциплин)
Н.Новгород - 2001
1. Организационно-методический раздел.
Программа предназначена для
подготовки бакалавров и магистров радиофизики, а
также специалистов по радиофизической
специальности "Радиофизика и электроника".
Курс "Электромагнитные волны в плазме"
читается в 8-9 семестрах и является одним из
завершающих разделов теоретической физики. Он
базируется на знаниях студентов, приобретенных в
курсах общей физики, математического анализа,
дифференциальных уравнений, теории
вероятностей, классической (теоретической)
механики и квантовой механики.
Цель курса - систематическое изложение
основ теории электромагнитных волновых
процессов в полностью или частично
ионизированной плазме применительно к проблемам
распространения излучения (как малой, так и
большой мощности) в естественных и лабораторных
условиях, излучения и использование плазмы в
различных приложениях.
В процессе изучения курса студенты
должны познакомиться с различными методами
описания плазмы в волновых полях и усвоить
основные сведения из области линейной теории
волн различных типов и их нелинейного
взаимодействия и самовоздействия.
2. Содержание курса.
I. УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ, ТИПИЧНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ И ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ПЛАЗМЫ.
1.1 Параметры лабораторной, ионосферной
и космической плазмы.
1.2. Основные процессы, управляющие балансом
частиц в плазме: ионизация, рекомбинация,
прилипание, диффузия. Плазма в состоянии
термодинамического равновесия. Формула Саха.
1.3. Квазинейтральность, радиус дебаевского
экранирования. Условия идеальности плазмы.
1.4. Собственные колебания плазмы, ленгмюровская
частота.
1.5. Кулоновские соударения частиц в плазме,
соударения с атомами и молекулами, их простейшие
характеристики.
1.6. Элементарная теория взаимодействия плазмы с
переменным полем, диэлектрическая проницаемость
"холодной" изотропной плазмы.
1.7. Равенство действующего и среднего
макроскопического полей в плазме.
II. НЕЛОКАЛЬНОСТЬ МАТЕРИАЛЬНОГО УРАВНЕНИЯ И ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ДИСПЕРСИЯ В ИЗОТРОПНОЙ ПЛАЗМЕ С КОНЕЧНОЙ ТЕМПЕРАТУРОЙ ЭЛЕКТРОНОВ (ЛИНЕЙНОЕ ПРИБЛИЖЕНИЕ).
2.1. Феноменологический подход к
явлениям временной и пространственной
дисперсии. Общая линейная связь векторов
электрической индукции и напряженности поля.
Тензор диэлектрической проницаемости для
гармонических полей в общем случае. Вид
материального уравнения в случае слабой
пространственной дисперсии. Поперечная и
продольная волны в изотропной плазме.
2.2. Гидродинамическое описание электронных
колебаний и волн в плазме. Пространственная
дисперсия как следствие теплового движения
электронов.
2.3. Кинетическое уравнение. Метод
самосогласованного поля. Уравнения для моментов
функции распределения.
2.4. Линеаризованное кинетическое уравнение для
плазмы в переменном поле. Расчет тензора
диэлектрической проницаемости на основе
кинетического описания. Дисперсионное уравнение
для продольной волны. Затухание Ландау и
пучковая неустойчивость.
III. ИОННО-ЗВУКОВЫЕ ВОЛНЫ В ПЛАЗМЕ.
IV. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ В НЕОДНОРОДНОЙ ПЛАЗМЕ.
Плазма с резкой и размытой границей. Линейная трансформация волн при наклонном падении.
V. НЕЛИНЕЙНЫЕ ЯВЛЕНИЯ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ ПЕРЕМЕННЫХ ПОЛЕЙ С ПЛАЗМОЙ.
5.1. Нелинейные ионно-звуковые волны в
изотропной плазме. Простая волна, стационарная
волна, солитон.
5.2. Нелинейное взаимодействие волн и частиц.
Нелинейное затухание Ландау. Квазилинейное
приближение для волн со случайной фазой.
5.3. Механизмы "усредненной" нелинейности,
связанные с деформацией пространственного
распределения плазмы: нагрев, ионизация,
пондеромоторные силы.
5.4. Проявления стрикционной нелинейности:
самофокусировка волн, модуляционная
неустойчивость.
5.5. Динамика и структура высокочастотного
разряда. Основные типы его мелкомасштабной
неустойчивости.
Лабораторные занятия по курсу (8 семестр, 16 часов).
3. Распределение часов курса по темам и видам работ.
N |
Наименование |
Всего |
Аудиторные занятия |
Самостоятельная |
|
Лекции |
Практические занятия |
||||
I |
25 |
16 |
- |
9 |
|
II |
24 |
16 |
- |
8 |
|
III |
9 |
6 |
- |
3 |
|
IV |
12 |
8 |
- |
4 |
|
V |
39 |
26 |
- |
13 |
|
ИТОГО: |
109 |
72 |
- |
37 |
4. Формы текущего, промежуточного и итогового контроля.
Промежуточный контроль: зачет в конце 8-го семестра.
Итоговый контроль: экзамен в конце 9-го семестра.
5. Учебно-методическое обеспечение курса.
5.1. Рекомендуемая литература (основная).
5.2. Рекомендуемая литература (дополнительная).
Составитель программы:
профессор В.Б.Гильденбург
Зав. каф. электродинамики,
академик РАН, профессор В.И. Таланов