Detail předmětu
Fyzika a diagnostika plazmatu
FEKT-MPC-FPLAk. rok: 2025/2026
Předmět je úvodem do fyziky plazmatu. Během semestru jsou prezentována následující témata:
Charakteristika plazmatického stavu. Základy kinetické teorie plynů. Pohyb nabitých částic v elektrických a magnetických polích. Elektrické výboje v plynech. Plazma elektrického oblouku. Záření plazmatu a základy diagnostiky plazmatu. Termodynamické a transportní vlastnosti plazmatu. Plazma v nízkoteplotních výbojích. Úvod do jaderné fúze. Technické aplikace plazmatu.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
- Kontrolní test v ½ semestru, až 20 bodů
- Hodnocení numerických a laboratorních cvičení, až 45 bodů
- Závěrečný písemný test, až 35 bodů
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.
Učební cíle
- Rozvíjet schopnosti řešit problémy plazmových technologií.
- Rozpoznat úlohu moderní fyziky plazmatu v průmyslových procesech a technologiích.
- Pochopit základní metody diagnostiky plazmatu ve zhášecích komorách spínacích přístrojů, plazmatronech a jiných zařízeních s plazmatem.
Absolvent předmětu je schopen:
- Definovat plazmatický stav a vysvětlit vlastnosti, které je charakterizují.
- Vysvětlit příklady výskytu plazmatu v přírodě a využití technického plazmatu v průmyslové praxi.
- Používat základní matematický aparát pro modelování plazmatu.
- Definovat základní principy kinetické teorie plynů.
- Definovat transportní a termodynamické vlastnosti plazmatu.
- Popsat srážkové procesy v plazmatu.
- Analyzovat pohyb nabitých částic v elektrickém a magnetickém poli.
- Charakterizovat různé výboje v plynech.
- Popsat vlastnosti stejnosměrného a střídavého oblouku.
- Formulovat základní fyzikální principy využívané v diagnostice plazmatu.
- Objasnit principy jaderné fúze jako zdroje energie.
Základní literatura
F. F. Chen: Úvod do fyziky plazmatu, Academia, Praha, 1984 (CS)
V. Aubrecht: Fyzika a diagnostika plazmatu, e-text, 2013, VUT v Brně (CS)
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program MPC-BIO magisterský navazující 0 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
- Program MPC-EAK magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
- Program MPC-EEN magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
- Program MPC-EKT magisterský navazující 0 ročník, zimní semestr, volitelný
- Program MPC-SVE magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
2. Technické aplikace plazmatu - přehled.
3. Pohyb nabitých částic v polích.
4. Základy kinetické teorie plynů.
5. Systematika výbojů v plynech.
6. Elektrický oblouk, spínací oblouk.
7. Diagnostika plazmatu.
8. Termodynamické a transportní vlastnosti plazmatu.
9. Neizotermické plazma.
10. Úvod do plazmových technologií
11. Záření plazmatu
12. Řízená termojaderná syntéza.
13. Shrnutí, závěrečný test.
Cvičení odborného základu
Vyučující / Lektor
Osnova
2. Definice plazmatu
3. Plazmová frekvence
4. Srážková frekvence
5. Debyeova délka
6. Pohyb částic v silových polích
7. Úvod do rozdělovacích funkcí
8. Rozdělovací funkce v plazmatu
9. Rovnice kontinuity
10. Závěrečné cvičení, hodnocení, zápočet.
Laboratorní cvičení
Vyučující / Lektor
Osnova
2. Studium generace ozónu (FCH)
3. Exkurze do Laboratoře plazmové chemie na PřF MU