プラズマ物理学 / Plasma Physics

前期 月曜日 ３講時. 単位数/Credit(s): 2. 担当教員/Instructor : 寺田 直樹. 学期/Semester: 前期. 開講年度/Year: 2024. 科目ナンバリング/Course code/number: SPH-PHY381J. 使用言語/Language Used in Course: 日本語.

主要授業科目/Essential Subjects

○

所属講座等

太陽惑星空間物理学講座

授業題目

プラズマ物理学

Course Title

Plasma Physics

授業の目的と概要

荷電粒子の運動からプラズマのマクロな運動、さらにプラズマ波動論にいたる宇宙空間プラズマ物理学の基礎を体系的に理解することを目的とする。

Purpose/Abstract

In this course, students will understand the basics of space plasma physics, such as charged particle motion, macroscopic dynamics of plasma, and theory of plasma waves.

学習の到達目標

プラズマの基本的な性質を理解し、説明ができるようになる。コールドプラズマの理論のもとで波動方程式の解法とプラズマ波動の性質を理解し、宇宙空間プラズマのふるまいや様々な特性量に関して議論ができるようになる。

Goal

This course is designed to help students understand and explain the fundamental properties of plasma, derivation of the cold plasma dispersion relations, properties of plasma waves, and behavior and characteristic quantities of space plasma.

授業内容・方法と進度予定

第１回　プラズマの基礎量
第２回　プラズマの運動１
第３回　プラズマの運動２
第４回　プラズマの物理的記述
第５回　プラズマ波動分散１
第６回　プラズマ波動分散２
第７回　プラズマ波動分散３
第８回　プラズマ波動分散４
第９回　Alfven波
第１０回　磁気流体力学（ＭＨＤ理論）１
第１１回　磁気流体力学（ＭＨＤ理論）２
第１２回　プラズマ波動の伝搬と減衰１
第１３回　プラズマ波動の伝搬と減衰２
第１４回　プラズマ中の非線形波動
第１５回　課題解説

Contentsandprogressscheduleofthe class

Fundamental plasma parameters
Charged particle motion
Physical description of plasma
Plasma wave dispersion relation
Alfven wave
Magnetohydrodynamics (MHD)
Propagation and dissipation of plasma waves
Nonlinear waves in plasma

成績評価方法

出席並びにレポートによる。

Grading

Attendance and submitted reports are evaluated.

教科書および参考書

T. H. Stix, Waves in Plasma
F. F. Chen, Introduction to Plasma Physics
W. Baumjohann and R.A. Treumann, Basic Space Plasma Physics
R.A. Treumann and W. Baumjohann, Advanced Space Plasma Physics
小野高幸, 三好由純, 太陽地球圏
後藤憲一, プラズマ物理学
宮本健郎, プラズマ物理入門
田中基彦, 西川恭治, 高温プラズマの物理学
Kivelson and Russell, Introduction to Space Physics

Books required/referenced

T. H. Stix, Waves in Plasma
F. F. Chen, Introduction to Plasma Physics
W. Baumjohann and R.A. Treumann, Basic Space Plasma Physics
R.A. Treumann and W. Baumjohann, Advanced Space Plasma Physics
Kivelson and Russell, Introduction to Space Physics

授業時間外学習

配布テキストならびに参考書をもとに予習・復習を行う。

Preparation and review

Students are required to prepare and review using handouts and reference books.

その他

授業実施方法　原則対面
クラスコード　54trvdf
E-mail：teradan@tohoku.ac.jp

Remarks

Basically in-person
Class code: 54trvdf
E-mail：teradan@tohoku.ac.jp