FYSS6360 Plasmafysiikka (5 op)
Opinnon taso:
Syventävät opinnot
Arviointiasteikko:
0-5
Suorituskieli:
englanti, suomi
Vastuuorganisaatio:
Fysiikan laitos
Opetussuunnitelmakaudet:
2017-2018, 2018-2019, 2019-2020
Kuvaus
Sisältö
Sähkömagnetismin kertaus; plasman määritelmä ja plasmaehdot; plasman magneettinen vanginta ja ajautuminen; törmäykset plasmassa; matalan lämpötilan plasman hiukkasjakaumat ja reaktiotaajuudet; magnetohydrodynamiikan perusteet; plasma-aallot; sähkömagneettiset aallot plasmassa; laboratorioplasman muodostuminen ja tyypilliset diagnostiikkamenetelmät
Suoritustavat
Harjoitustehtävät, tentti, projektityö, numeerinen harjoitus
Arviointiperusteet
Opintojakson suorittamiseen vaaditaan, että opiskelija saa vähintään opettajan määräämän hyväksymispisterajan mukaisen kokonaispistemäärän arvioinnin kohteista. Opettaja päättää arvioinnin kohteiden osuudet opintojakson kokonaispisteistä.
Osaamistavoitteet
Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa selittää plasmaehtojen merkityksen ja käyttää yksihiukkasmallia plasman magneettisen vanginnan ja ajautumisten käsittelyssä. Opiskelija osaa luetella plasman törmäysprosessejä ja laskea niitä vastaavia tuottotekijöitä sekä selittää jakaumafunktioiden merkityksen plasman prosessien kuvaamisessa. Hän osaa erottaa kineettisen ja magnetohydrodynaamisen plasman kuvailun hyödyt ja haitat, luokitella plasman aaltoja ja kuvailla plasman ja sähkömagneettisen säteilyn vuorovaikutusmekanismeja. Hän osaa myös selittää laboratorioplasmojen muodostumisen ja kuvailla menetelmiä niiden ylläpitämiseksi sekä analysoida plasmadiagnostiikassa käytettävien menetelmien tuottamaa dataa.
Lisätietoja
Joka toinen vuosi alkaen keväästä 2019.
Esitietojen kuvaus
Esitietovaatimuksena opiskelija hallitsee sähköstatiikan ja sähkömagnetismin perusteet sekä osaa soveltaa Laplace ja Poissonin yhtälöitä ongelmanratkaisuun sekä atomi- ja molekyylifysiikan perusteet, elektronien energiatilojen kvantittuminen, ionisaatio, eksitaatio ja elektronisten tilojen purkautuminen. Opiskelija hallitsee sähkömagneettisen kentän jatkuvuusehdot ja niiden soveltamisen sekä ymmärtää kuinka sähkömagneettinen säteily syntyy. Hän ymmärtää, kuinka säteily etenee väliaineessa sekä väliaineiden rajapintojen merkityksen sähkömagneettisen säteilyn etenemiselle. Hän tietää partitiofunktion ja Boltzmannin jakauman, statistisen fysiikan ja termodynamiikan välisen yhteyden, olomuotojen muutosten käsitteelliset perusteet ja faasidiagrammin sekä ymmärtää kuljetusteorian perusteet. Lisäksi hän osaa soveltaa numeerisia ohjelmistoja ongelmanratkaisuun ja käyttää tietokonesimulaatioita.
Suoritustavat
Tapa 1
Valitaan kaikki merkityt osat
Suoritustapojen osat
x
Julkaisematon arviointikohde