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プラズマ理工学 / Plasma Physics and Engineering

単位数: 2. 担当教員: 金子 俊郎, 加藤 俊顕. 開講年度: 2024. 科目ナンバリング: TEI-ELE320J.

主要授業科目/Essential Subjects

授業の目的・概要及び達成方法等

この科目では、Classroomを使用して講義・演習資料と講義情報を発信します。
Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)

1.目的
現代科学・技術に広範に関わるプラズマ理工学は,電子情報システム・応物系関連工学を学ぶ者にとって基盤的主要科目である。この授業では,プラズマについて基礎から応用に亘って体系的に学ぶ。  

2.概要
物質の第4状態であるプラズマの特徴的性質を学ぶとともに,プラズマ生成・制御・計測の基礎的手法,さらに各種のプラズマ応用について学ぶ。

3.達成目標等
この授業では,主に以下のような能力を修得することを目標とする。
・プラズマの静電的性質及び電磁的性質を理解し,その特徴を説明することができる。
・プラズマの生成,制御及びその計測法を理解し,説明することができる。
・以上のことを総合的に理解し,プラズマ応用の有用性を説明することができる。

授業の目的・概要及び達成方法等(E)

The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)

1. Objective
The plasma science and technology comprehensively relating to modern science and technology is a core academic subject for students learning an electronic intelligence system related engineering. In this class, students systematically learn from the basics over application about the plasma.

2. Outline
Students learn the distinctive property of the plasma as the fourth state of matter, and fundamental methods of plasma synthesis, control, and diagnostics. Furthermore, students learn the various kinds of plasma applications.

3. Goal
This course is designed to motivate students to acquire the following abilities.
・Understanding the electrostatic and electromagnetic properties of the plasma, and explaining their characteristics.
・Understanding and explaining the methods of plasma synthesis, control, and diagnostics.
・Understanding the above mentioned things comprehensively, and explaining the availability of the plasma applications.

他の授業科目との関連及び履修上の注意

この授業は,「物理学」,「数学」,「電磁気学基礎論」,「電磁気学Ⅰ」の履修を前提としている。また,この授業の理解を深めるためには,「電磁気学Ⅱ」もあわせて履修することが望ましい。
講義の進展に応じて参考書などを活用し,十分に自学自習すること。

他の授業科目との関連及び履修上の注意(E)

This class is based on the premise that students take 「Physics」,「Mathematics」,「Fundamental Electromagnetics」,「Electromagnetics I」. Students are recommended to take 「Electromagnetics II」to deeply understand the contents in this class.
Students should study by themselves using the reference book depending on progress of the class.

授業計画

1.はじめに
2.プラズマの基本特性
3.   同上
4.プラズマの基礎方程式
5.プラズマの静電的性質
6.   同上
7.プラズマの電磁的性質
8.   同上
9.プラズマの生成と制御
10.   同上
11.プラズマの計測
12.   同上
13.プラズマの応用
14.   同上
15.まとめ

授業計画(E)

1.Introduction
2.Fundamental properties of the plasma
3.   Same as above
4.Basis equations of the plasma
5.Electrostatic properties of the plasma
6.   Same as above
7.Electromagnetic properties of the plasma
8.   Same as above
9.Synthesis and control of the plasma
10.   Same as above
11.Diagnostics of the plasma
12.   Same as above
13.Application of the plasma
14.   Same as above
15.Summary

授業時間外学習

予習:シラバスの項目について教科書・参考書の対応箇所を読み,理解できる部分と理解できない部分を明確にしておく.
復習:教科書・参考書を読み直したり,講義ノートを整理したりすることで,講義の内容をよく理解する.レポート課題がある場合はそれに取り組む.

授業時間外学習(E)

Preparation: Students should read a related part of the textbook before the lecture and clarify the points which you do not understand well.
Review: You should read the textbook again and the reorganize your lecture notes to fully understand what you have learned. Do homework when it is assigned.

成績評価方法及び基準

定期試験の成績によるが,レポート提出や授業中の小レポートなどを加味することがある。

成績評価方法及び基準(E)

Evaluation is performed comprehensively based on result of the periodic exam, submission of the report, and mini-exam during the class.

教科書および参考書

  • プラズマ理工学基礎, 畠山力三,飯塚哲,金子俊郎 著, 朝倉書店 (2012.3) ISBN/ISSN: 9784254228816 資料種別:教科書
  • プラズマエレクトロニクス, 菅井秀郎 編著, オーム社 ISBN/ISSN: 4274132102 資料種別:参考書
  • プラズマ物理入門, 内田岱二郎, 丸善 ISBN/ISSN: 4621022601 資料種別:参考書
  • 現代プラズマ理工学, 関口 忠 編著, オーム社 ISBN/ISSN: 4274127389 資料種別:参考書
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