Утверждена на Ученом Совете НИИЯФ и ОЯФ
протокол N 8 от
28.09.2001
Определение плазмы, идеальность, вырождение. Система уравнений Максвелла. Дебаевский радиус. Плазменная частота. Формула Саха.
Движение заряженных частиц в магнитном и электрическом полях: скорости дрейфа, циклотронная частота, ларморовский радиус. Магнитные ловушки. Адиабатические инварианты. Критерии адиабатичности движения и их нарушения, приводящие к стохастизации движения частиц.
Уравнения Больцмана и Власова. Столкновения частиц и равновесное (максвелловское) распределение. Дрейфовое кинетическое уравнение. Уравнения переноса вещества, энергии и импульса. Затухание Ландау. Ударные волны.
Тензор диэлектрической проницаемости однородной замагниченной плазмы и основные волновые моды. Плазменные (ленгмюроские) волны. Пучковая, анизотропная и конусная неустойчивости. Циклотронные волны. Дрейфовые неустойчивости. Плазменная турбулентность. Аномальное сопротивление. Солитоны.
Основное уравнение магнитостатики. Магнитные поверхности и трубки. Давление магнитного поля. Теорема вириала. Пинчи. Токовые слои.
Вмороженность магнитного поля в плазму. Альвеновская скорость. Гидромагнитные (альвеновские) волны. Магнитный звук. Гидромагнитные неустойчивости: Релея-Тейлора, желобковая, баллонная. Механизмы пересоединения магнитных полей и Tearing-неустойчивость. Обобщённый закон Ома. Приближение Чу-Гольдберга-Лоу. Одножидкостная и двужидкостная модели. Механизмы генерации магнитных полей в космосе: задача динамо, конвективные ячейки, тороидальные вихри.
Фермиевское ускорение. Бетатронное ускорение. Магнитная накачка. Двойные электростатические слои. Ускорение частиц на ударных волнах. Ускорение частиц индукционными электрическими полями в процессе магнитного пересоединения. Турбулентное ускорение. Ускорение частиц в сдвиговых течениях.
а). Плазменные процессы на Солнце
Основные сведения о Солнце, его внутреннее строение. Структура солнечной атмосферы (фотосфера, хромосфера, корона), грануляция и супергрануляция, солнечные пятна, протуберанцы, корональные дыры. Солнечное динамо. Конвективные процессы. Переполюсовка магнитного поля Солнца и циклы солнечной активности. Солнечные вспышки, их механизмы и ускорение частиц. Солнечные космические лучи. Гамма- и радиоизлучения Солнца.
б). Солнечный ветер
Типичные параметры солнечного ветра. Число Маха. Альвеновское число Маха. Процессы формирования солнечного ветра. Решение Паркера. Межпланетное магнитное поле: спиральная структура, гелиосферный токовый слой. Ударные волны и разрывы в солнечном ветре. Высокоскоростные потоки. Выбросы корональной массы.
в). Планетарные магнитосферы
Теория Штермера: разрешённые и запрещённые области движения частиц, штермеровский радиус, магнитная жёсткость. Формирование планетарных магнитосфер в результате взаимодействия солнечного ветра с магнитным полем планеты. Стоячая ударная волна. Переходный слой. Магнитопауза. Основные плазменные домены магнитосферы (плазмосфера, радиационные пояса, кольцевой ток, плазменный слой геомагнитного хвоста, полярные каспы) и их проекции на атмосферу. Авроральный овал. Полярная шапка.
Главный ионосферный провал. Геомагнитная буря и кольцевой ток. Магнитосферная суббуря и полярные сияния. Ионные и электронные радиационные пояса: ионный состав, энергетические спектры, радиальный ход, питч-угловые распределения и высотный ход, механизмы формирования, кулоновские потери, радиальная и питч-угловая диффузия, динамика во время бурь и суббурь. Особенности магнитосфер Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна и Плутона.
г). Ионосфера Земли и других планет
Процессы формирования ионосферы, ионосферные слои, ионизация и рекомбинация, основные химические реакции. Холловская и педерсеновская проводимости ионосферы. Проводимость Каулинга. Динамо-слой.
ЛИТЕРАТУРА