-
PIACENTINI FRANCESCO
(
programma)
Introduzione alla fisica del plasma
Richiami di elettromagnetismo, equazioni di Maxwell, unità di misura [ABP]
Definizione di plasma, processi di ionizzazione e ricombinazione, equazione di Saha (senza derivazione) [DM]
Lunghezza di Debye [DM, FC]
Parametro di Plasma [DM, FC]
Frequenza di Plasma [DM, FC]
Equazione di stato nei plasmi (gas perfetti) [DM, FC]
Collisioni in gas neutro, collisioni elettrone-elettrone in plasma [DM, BT]
Frequenza di collisione elettrone-elettrone [DM, BT]
Frequenza di collisione in funzione di temperatura e densità [DM, FC]
Collisioni elettrone-protone, protone-protone [DM, FC]
Cammino libero medio nel plasma [DM, FC]
Riassunto parametri fondamentali del plasma
Moto di cariche in campi elettrici e magnetici
Moti di particelle in campi magnetici uniformi [DM, BT]
In campi magnetici e elettrici uniformi Deriva EB [DM, BT]
Momento magnetico di una particella [DM, BT]
Deriva in campo di forze qualsiasi [DM, BT]
Teoria delle orbite (campi variabili) [DM, BT]
Caso grad B ortogonale a B [DM, BT]
Caso grad B parallelo a B [DM, FC, BT]
Specchio magnetico [DM, BT, FC]
Intrappolamento magnetico [DM, BT]
Caso di B curvo [DM, BT]
Invarianti adiabatici (primo e secondo) [DM, FC]
Pompaggio magnetico [DM, FC]
Oscillazioni in bottiglia magnetica [DM, FC]
Moti delle particelle in campo geomagnetico [DM]
Rigidità magnetica [DM]
Meccanica dei Fluidi
Elementi di meccanica dei fluidi [DM, LL]
Approccio Euleriano e Lagrangiano [CC]
Derivata avvettiva [DM, LL]
Equazione di continuità [DM, LL]
Equazione di Eulero per fluido perfetto [DM, LL]
Trinomio di Bernoulli [DM, LL]
Equazione di conservazione dell'entropia [DM, LL]
Equazione di conservazione dell'energia [DM, LL]
Conservazione del flusso di quantità di moto [DM, LL]
Tensore degli sforzi [DM, LL]
Fluidi viscosi [DM, LL]
Tensore degli sforzi viscosi [DM, LL]
Equazione di Navier-Stokes [DM, LL]
Numero di Reynolds [DM, LL]
Conservazione dell'energia nel caso viscoso [DM, LL]
Conservazione dell'entropia nel caso viscoso [DM, LL]
Equazione di Fourier per trasferimento del calore – diffusività termica [DM, LL]
Onde acustiche
Velocità di fase e velocità di gruppo [DM, LL]
Equazioni del fluido per le perturbazioni [DM, LL]
Relazione di dispersione nel caso di onde sonore [DM, LL]
Velocità del suono [DM, LL]
Proprietà delle onde sonore [DM, LL]
Onde d'urto [*]
Onde d'urto introduzione [DM, LL, ]
Discontinuità in un fluido e leggi di conservazione [DM, LL]
Discontinuità tangenziali e di contatto [DM, LL]
Onde d'urto [DM, CC]
Relazioni di Rankine-Hugoniot [DM, CC]
Onde d'urto in gas perfetto [DM, CC]
Proprietà' delle onde d'urto [DM, CC]
Proprietà' delle onde d'urto [DM, CC]
Trasformazione di onda sonora in onda d'urto [DM, LL]
Tubo di DeLaval (cenni) [DM]
Espansione supersonica della corona solare a la DeLaval [DM, CC]
Conducibilità termica ed elettrica del plasma
Conducibilità termica e viscosità in plasma non magnetizzato [DM]
Conducibilità termica e in plasma magnetizzato [DM]
Anisotropia di pressione e di temperatura [DM]
Conducibilità elettrica in un plasma non magnetizzato [DM]
Conducibilità' elettrica nel plasma magnetizzato [DM]
Effetto Hall [DM]
Magnetoidrodinamica
Magnetoidrodinamica – introduzione [DM]
Magnetoidrodinamica – 5 ipotesi
MHD - Equazione di Eulero in caso MHD
MHD – legge di Ohm generalizzata [DM]
MHD – approssimazione di campo quasi statico [DM]
MHD - Equazione dell'induzione magnetica [DM]
MHD - Diffusione magnetica [DM]
MHD - Equazione del congelamento del campo magnetico [DM]
Numero di Reynolds magnetico [DM]
Regime di congelamento [DM]
MHD - Teorema di Alfven [DM]
Dimostrazione del Teorema di Alfven [DM]
Equazione di Navier-Stokes magnetoidrodinamica [DM]
Pressione magnetica [DM]
Tensione magnetica [DM]
Equazione di trasferimento del calore magnetoidrodinamica [DM]
Vettore di Poynting e teorema di Poynting [DM, ABP]
Equazione di conservazione dell'energia MHD [DM]
Onde nel plasma
Introduzione alle onde nel plasma [DM, BT]
Onde elettrostatiche degli elettroni (Langmuir) [DM, BT]
Onde elettrostatiche degli ioni [DM, BT, FC]
Onde elettromagnetiche [DM, BT]
Propagazione di onde elettromagnetiche nel plasma [DM, BT]
Velocità di fase e di gruppo per onde elettromagnetiche nel plasma [RL]
Costante dielettrica del plasma [RL]
Indice di rifrazione del plasma [RL]
Cut-off di onde elettromagnetiche nel plasma [DM, BT]
Misura di dispersione [RL]
Propagazione di onde elettromagnetiche nel plasma magnetizzato [FC, RL]
Rotazione Faraday [FC, RL]
Onde MHD [*]
Onde magnetoidrodinamiche di Alfven per plasma freddo [DM]
Velocità di Alfven [DM]
Onde di Alfven non compressive [DM]
Onde di Alfven compressive [DM]
Relazione di Walen [DM]
Riconnessione magnetica (cenni) [DM]
Cenni di teoria cinetica del plasma
Introduzione alla teoria cinetica dei plasmi [BT]
Equazione di Boltzmann [BT]
Equazione di Vlasov [BT]
Emissione elettromagnetica
Equazioni di Maxwell per i potenziali [ABP, RL]
Invarianza di Gauge [ABP, RL]
Forma covariante delle eq. di Maxwell per i potenziali [ABP]
Potenziali ritardati [RL, FLP 21-3]
Potenziali di Lienard-Wiechert [RL]
Campo elettrico e magnetico generato da cariche in moto (senza derivazione) [RL]
Campo elettrico nel caso di sola velocità [RL]
Formula da Larmor non relativistica [RL]
Richiami di relatività speciale
Richiami di relatività speciale [FLP]
Esperimento di Michelson e Morley [FLP 15-3]
Trasformate di Lorentz [RL]
Contrazione delle lunghezze [RL]
Dilatazione dei tempi [RL]
Tempo proprio [RL]
Quadrivettori, formalismo relativistico, prodotto scalare [RL]
Invarianti per trasformazioni di Lorentz [RL]
Quadrivelocità e invariante associato [RL]
Quadriimpulso e invariante associato [RL, BH]
Caso dei fotoni [RL]
Elettrodimanica relativistica [RL, ABP]
Trasformazioni dei campi E, e B [RL, ABP]
Effetto Doppler relativistico
Effetto Doppler classico [BH, RL]
Effetto Doppler relativistico [BH, RL]
Effetto Doppler parallelo [BH]
Effetto Doppler trasverso [BH]
Formula di Larmor relativistica
Trasformazione di Lorentz per la velocità e aberrazione relativistica [RL, HB]
Beaming relativistico [RL, BH]
Distribuzione angolare della radiazione (qualitativo) [RL]
Formula di Larmor relativistica [RL]
Quadriaccelerazione e invariante associato [RL]
Quadriforza e forma relativistica dell'equazione di Newton [RL]
Grandezze fotometriche e trasporto radiativo
Grandezze fotometriche [RL, HB]
Flusso e flusso specifico [RL, HB]
Brillanza [RL, BH]
Relazione tra densità di energia e brillanza [RL, BH]
Trasporto radiativo nel vuoto [RL, BH]
Assorbimento [RL]
Emissione [RL]
Equazioni del trasporto radiativo [RL]
Funzione sorgente [RL]
Soluzione formale dell'equazione del trasporto radiativo [RL]
Casi semplici [RL]
Spessore ottico e cammino libero medio [RL]
Radiazione termica
Radiazione di corpo nero [RL]
Funzione sorgente nel caso di emissione termica (legge di Kirchhoff) [RL]
Stima di massa di nubi di polvere []
Bremsstrahlung
Emissione da singolo elettrone [HB]
Emissione nel caso di tanti elettroni (alla stessa velocita') e tanti ioni [HB]
Emissione nel caso di distribuzione termica (Maxwelliana) [HB]
Fattori di Gauntt [HB]
Bremsstrahlung termica, assorbimento free-free, spettro nel caso otticamente spesso e otticamente sottile [HB]
Misura dei emissione [HB]
Sincrotrone
Moto di carica relativistica in campo magnetico [HB]
Spettro della radiazione [HB]
Potenza totale emessa [RL]
Caso di elettroni distribuiti a legge di potenza, coefficiente di emissione [HB]
Scattering Thomson e Compton e Compton Inverso
Scattering Thomson [RL]
Scattering Compton [HB]
Compton inverso [HB]
Potenza emessa per Compton inverso da singolo elettrone [HB]
Coefficiente di emissione per Compton inverso [HB]
L'effetto Sunyaev – Zel'dovich (cenni) [HB]
Bibliografia
[DM] Dispense Prof. Moreno, reperibili presso copisterie di zona
[FC] Francis F. Chen, Introduction to Plasma Physics and controlled Fusion. Vol. 1, Springer
[BT] Baumjohann, Treumann, Basic Space Plasma Physics, Imperial College Press, 1997
[CC] Clarcke C.J. Carswell R.F., Atrophysical Fluid Dynamics. CUP, 2007
[PS] C. Pucella, S.E Segre, Fisica dei plasmi, Zanichelli
[LL] L.D. Landau, E.M. Lifshitz, Fluid Mechanics, vol 6 of cource of theoretical physics, Pergamon Press
[ABP] E. Amaldi, R. Bizzarri, G. Pizzella, Fisica Generale (elettromagnetismo, relatività, ottica), Zanichelli Editore
[RL] G. B. Rybicki, A.P. Lightman, Radiative Processes in Astrophysics, Wiley
[HB] Hale Bradt, Astrophysics Processes: The Physics of Astronomical Phenomena, Cambridge University Press
[FLP] The Feynman Lectures on Physics, http://www.feynmanlectures.caltech.edu/
Rybicki, G.B.,Lightman, A., 1979, Radiative Processes in Astrophysics, New York, Wiley
Bradt, H., 2008, Astrophysics processes, CUP
Dispense del prof. Giovanni Moreno
Chen, F. F. ,1974, Introduction to Plasma Physics, Plenum Press
[DM] Dispense Prof. Moreno, reperibili presso copisterie di zona
[FC] Francis F. Chen, Introduction to Plasma Physics and controlled Fusion. Vol. 1, Springer
[BT] Baumjohann, Treumann, Basic Space Plasma Physics, Imperial College Press, 1997
[CC] Clarcke C.J. Carswell R.F., Atrophysical Fluid Dynamics. CUP, 2007
[PS] C. Pucella, S.E Segre, Fisica dei plasmi, Zanichelli
[LL] L.D. Landau, E.M. Lifshitz, Fluid Mechanics, vol 6 of cource of theoretical physics, Pergamon Press
[ABP] E. Amaldi, R. Bizzarri, G. Pizzella, Fisica Generale (elettromagnetismo, relatività, ottica), Zanichelli Editore
[RL] G. B. Rybicki, A.P. Lightman, Radiative Processes in Astrophysics, Wiley
[HB] Hale Bradt, Astrophysics Processes: The Physics of Astronomical Phenomena, Cambridge University Press
[FLP] The Feynman Lectures on Physics, http://www.feynmanlectures.caltech.edu/
(Date degli appelli d'esame)
