Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова

             Механико-математический факультет

                                                                   «Утверждаю»

                                                        Зав. кафедрой аэромеханики

                                                            и газовой динамики

                                                         акад. РАН      Г.Г.Черный

                                                         ---------------------------------  

                                                           ------------------------- 200    г.

                                         ПРОГРАММА

                                           Спецкурса

                     Основы физики космической плазмы

                        Курс годовой для студентов 3-5 курсов

                                                            Лектор  дфмн, доцент В.В.Измоденов

1. Введение

 1.1 Уравнения Максвелла как совокупность основных опытных фактов

1.1.1        Основные опытные факты

1.1.2        Условие макроскопичности

1.1.3        Дифференциальная форма закона сохранения заряда

1.1.4        Теорема Гаусса, как следствие закона Кулона

1.1.5        Закон Ампера в дифференциальной форме

1.1.6        Условие div B = 0

1.1.7        Дифференциальная форма закона Фарадея

1.1.8        Ток смещения

1.1.9        Сводка результатов: Уравнения Максвелла в вакууме

1.2        Плазма. Классификация видов плазмы.

1.2.1        Понятие плазмы

1.2.2        Классификация видов плазм

1.2.3        Примеры гео- и гелио- физических плазм.

1.2.4        Основные подходы к описанию плазмы

2. Движение заряженной частицы в электромагнитном поле

2.1 Движение заряженной частицы в однородном постоянном магнитном поле

2.2 Движение в медленно меняющемся по времени электрическом поле

2.3 Движение в медленно меняющееся в пространстве электрическое поле

2.4 Медленно меняющееся магнитное поле

  2.4.1 Адиабатические инварианты. Адиабатичность магнитного момента

  2.4.2 Магнитное зеркало

  2.4.3 Адиабатическое нагревание

  2.4.4 Продольный адиабатический инвариант

  2.4.5 Анизотропия энергии

    2.4.6 Потоковый адиабатический инвариант

    2.4.7 Нарушение инвариантности

  2.5 Движение в магнитном поле диполя. Магнитосфера

    2.5.1 Дипольное поле

    2.5.2 Захваченное движение

    2.5.3 Дрейфовое движение

    2.5.4 Источники и стоки

    2.5.5 Круговой ток

    2.5.6 Магнитные бури

3. Столкновения и проводимость

3.1 Столкновения

 3.1.1 Частично-ионизованная плазма

 3.1.2 Полностью ионизованная плазма

3.2 Проводимость плазмы

 3.2.1 Ненамагниченная плазма

 3.2.2 Плазма в магнитном поле

3.3 Процессы ионизации. Формирование ионосферы

 3.3.1 Фотоионизация

 3.3.2 Ионизация из-за взаимодействия с энергичными частицами

 3.3.3Рекомбинация и присоединение

 3.3.4 Ионосферные слои

3.4 Проводимость в ионосфере

  3.4.1 Тензор проводимости

  3.4.2 Профиль проводимости

  3.4.3 Ионосферные токи

  3.4.4 Sq ток

  3.4.5 Экваториальный ток

3.5 Явление северного сияния

4. Основы кинетического описания плазмы

4.1 Понятие о функции распределения

4.2 Кинетическое уравнение

4.3 Уравнение Больцмана. Интеграл столкновений

4.4 Уравнение Власова

4.5 Распределение по скоростям

  4.5.1 Максвелловское распределение

  4.5.2 Анизотропное распределение

  4.5.3 Измерение функции распределения

4.6 Диффузия в пространстве скоростей. Уравнение Фоккера-Планка

5.Магнитная гидродинамика

5.1 Уравнения механики сплошных сред с учетом электромагнитных сил

5.2 Обобщенный закон Ома

5.3 Уравнения магнитной гидродинамики

5.4 Простейшие интегралы уравнений МГД

5.5 Простые волны и малые возмущения в идеальном газе

5.6 Поверхности разрывы

5.7 Гидродинамические уравнения для бесстолкновительной плазмы

6. Плазма в магнитном поле

6.1 Введение

  6.1.1 Плазма высокой плотности

  6.1.2 Плазма средней плотности}

  6.1.3 Плазма низкой плотности}

  6.1.4 Магнитная плазма в космической физике

  6.1.5 Обзор свойств магнитной плазмы

6.2 Теория магнитной плазмы

6.3 Поперечная и холловская проводимости

6.4 Вмороженные силовые линии

6.5 Образование плазменных неоднородностей

6.6 Диффузия в магнитной плазме

6.7 Магнитные свойства плазмы

6.8 Расширяющийся поток магнитной плазмы

Литература:

1. W. Baumjohann, R. A. Treumann, Basic Space Plasma Physics, Imperial College Press, 1996.

2.  R. A. Treumann, W. Baumjohann, Advanced Space Plasma Physics, Imperial College Press, 1997.

3. Г. Альвен, К. Г. Фельтхаммар, Космическая Электродинамика, Издат-во «Мир», Москва, 1967.

4. К. Лонгмайр, Физика плазмы, Атомиздат, Москва, 1966.

5. Основы  Физики Плазмы, тт.1,2, под редакцией А. А. Галеева, Р. Судана, Москва, Энергоатомиздат, 1983.

6. В. Б. Баранов, К. В. Краснобаев, Гидродинамическая теория космической плазмы, Наука, 1977.

7. А. Г. Куликовский, Г. А. Любимов, Магнитная Гидродинамика, Госуд. Изд. Физико-матем. Литературы, Москва, 1962.

                 Лектор    дфмн     доцент                     В.В.Измоденов