2023年 理工学部 シラバス - 物理学科
設置情報
| 科目名 | プラズマ物理学 | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 物理学科 | 学年 | 3年 |
| 担当者 | 浅井 朋彦 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 木曜1 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | M41P |
| クラス | |||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | プラズマが持つ基本的な性質とそれらが複合的に作用することで生じる様々な現象について解説する。 核融合プラズマ，天体・磁気圏プラズマ，さらにプラズマ応用などにおける諸現象とそのメカニズム，作用などを理解するための基礎となるプラズマ物理学を身につける。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
具体的な実験や観測の結果を取り上げ，また物理学科で学んだ電磁気学，統計力学などの考え方を引用しながらプラズマの特徴的な性質を概説し，その取り扱い方法について対面形式で講義する。シラバスに示した学習内容および順序は，進度等によって変更される可能性がある |
| 履修条件 | 力学，電磁気学，熱・統計力学の基礎知識を修得していることが望ましい。 |
授業計画
| 第1回 | プラズマとは？ プラズマの多面性と階層性 【事前学習】電磁気学や統計力学の基礎を復習して授業に臨むこと（２時間） 【事後学習】授業内容の復習をすること（２時間） |
|---|---|
| 第2回 | 単一粒子の運動／ドリフト運動・磁気ミラー 【事前学習】電磁気学および力学の関連範囲を復習して授業に臨むこと（２時間） 【事後学習】授業内容の復習をすること（２時間） |
| 第3回 | 分子運動論的記述 【事前学習】熱学・統計力学の関連範囲を復習して授業に臨むこと（２時間） 【事後学習】授業内容の復習をすること（２時間） |
| 第4回 | 衝突と緩和時間／プラズマの抵抗と拡散定数 【事前学習】電磁気学および力学の関連範囲を復習して授業に臨むこと（２時間） 【事後学習】授業内容の復習をすること（２時間） |
| 第5回 | 磁気流体としてのプラズマ 【事前学習】第１〜４回の範囲を復習して授業に臨むこと（２時間） 【事後学習】授業内容の復習をすること（２時間） |
| 第6回 | プラズマと核融合 【事前学習】第１〜５回の範囲を復習して授業に臨むこと（２時間） 【事後学習】授業内容の復習をすること（２時間） |
| 第7回 | プラズマの平衡と安定性・不安定性とその制御 【事前学習】第５・６回の範囲を復習してを復習して授業に臨むこと（２時間） 【事後学習】授業内容の復習をすること（２時間） |
| 第8回 | 荷電粒子の素過程・放電現象 【事前学習】物理数学，電磁気学および力学の波動に関連する範囲を復習して授業に臨むこと（２時間） 【事後学習】授業内容の復習をすること（２時間） |
| 第9回 | プラズマ中の波動現象／粒子と波動の相互作用 【事前学習】おもに第２回と第５回の範囲を復習して授業に臨むこと（２時間） 【事後学習】授業内容の復習をすること（２時間） |
| 第10回 | 波動方程式と分散式／共鳴現象 【事前学習】電磁気学II，（波動）光学の関連範囲を復習して授業に臨むことを推奨する（２時間） 【事後学習】授業内容の復習をすること（２時間） |
| 第11回 | プラズマの計測 【事前学習】これまでの講義内容を復習して授業に臨むこと（２時間） 【事後学習】授業内容の復習をすること（２時間） |
| 第12回 | プラズマの粒子性と流体性／磁気リコネクション・MHDダイナモ現象（流れによる磁場の自発的形成） 【事前学習】これまでの講義内容を復習して授業に臨むこと（２時間） 【事後学習】授業内容の復習をすること（２時間） |
| 第13回 | プラズマ中の衝撃波，相対論的プラズマ，完全反磁性プラズマ 【事前学習】これまでの講義内容を復習して授業に臨むこと（２時間） 【事後学習】授業内容の復習をすること（２時間） |
| 第14回 | 実験室天文学とプラズマ物理学 【事前学習】これまでの講義内容を復習して授業に臨むことを推奨する（２時間） 【事後学習】授業内容の復習をすること（２時間） |
| 第15回 | プラズマ物理学の未解決課題と最近の研究トピック 【事前学習】第１〜１４回までの範囲を復習して授業に臨むことを推奨する（２時間） 【事後学習】授業内容の復習をすること（２時間） |
その他
| 教科書 | |
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| 参考書 |
D. A. Gurnett and A. Bhattacharjee, Introduction to Plasma Physics [ISBN-13: 978-0521367301], Cambridge University Press, 2005, 1 edition
高村 秀一 『プラズマ理工学入門 [ISBN-13 : 978-4627782310]』 森北出版 1997年
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| 成績評価の方法 及び基準 |
出席状況と各講義回ごとに示される課題により評価する（100%）。課題はClassroomより示された期限までに提出すること。 |
| 質問への対応 | メールまたは居室にて随時対応します。 |
| 研究室又は 連絡先 |
駿河台７号館７２１Ｃ室（asai.tomohiko@nihon-u.ac.jp） |
| オフィスアワー |
水曜 駿河台 10:30 ～ 12:10
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| 学生への メッセージ |