Министерство образования Российской Федерации
Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

"УТВЕРЖДАЮ"
Декан радиофизического факультета
профессор ___________ С.Н. Гурбатов

УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
курса
"ЭЛЕКТРОДИНАМИКА ПЛАЗМЫ"
для направления 511500 - Радиофизика
(цикл специальных дисциплин)
Н.Новгород - 2001

1. Организационно-методический раздел.

    Программа предназначена для подготовки магистров по направлению "Радиофизика". Курс "Электродинамика плазмы" читается в 1 семестре магистратуры и является продолжением общего курса "Электродинамика" в приложении к плазме как материальной среде, отличающейся многообразием дисперсионных свойств, резонансных особенностей поведения волновых полей и сравнительно малыми уровнями пороговых для нелинейных явлений амплитуд поля. Курс является частью специальной подготовки, на которую опираются курсы по выбору, предлагаемые вниманию магистрантов на последующих стадиях обучения.
    Он базируется на знаниях студентов, приобретенных в курсах общей физики, математического анализа, дифференциальных уравнений, теории вероятностей, классической (теоретической) механики и квантовой механики.
    Целью курса является изучение основных коллективных и элементарных процессов в плазме, методов описания линейных и нелинейных взаимодействий волновых полей с плазмой, способов получения и диагностики плазмы.
    В результате изучения курса студенты магистратуры должны научиться пользоваться гидродинамическим и кинетическим методами описания плазмы в переменном поле, решать простейшие задачи по физике плазмы, понимать работу диагностических средств и правильно оценивать их возможности. Студенты должны знать дисперсионные свойства изотропной плазмы, механизмы "усредненной" нелинейности, основные методы диагностики плазмы и физические законы, лежащие в основе этих методов.

2. Содержание курса.

I. ВОЛНЫ МАЛОЙ АМПЛИТУДЫ В ГОРЯЧЕЙ ПЛАЗМЕ (ЛИНЕЙНАЯ ТЕОРИЯ).

Гидродинамическое и кинетическое описания. Поперечная ленгмюровская и ионно-звуковая волны. Затухание Ландау, пучковая неустойчивость.

II. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МОЩНОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ С ПЛАЗМОЙ (ТЕОРИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ ВОЛНОВЫХ ПРОЦЕССОВ).

2.1. Взаимодействие волн различных типов.
2.2. Нелинейные динамические процессы в плазме, самофокусировка, модуляционная неустойчивость, ленгмюровский коллапс.
2.3. Нелинейное взаимодействие волн и частиц. Квазилинейная теория. Разрушение волн, связанное с пересечением траекторий электронов.
2.4. Релятивистские нелинейности.
2.5. Генерация ультрарелятивистских ленгмюровских волн мощным лазерными импульсами и связанные с ней новые методы ускорения частиц.

III. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ ПЛАЗМЫ.

3.1. Ионосфера и Солнце, плазмохимия, управляемый термоядерный синтез. Методы диагностики.
3.2. Зондирование плазмы электромагнитным излучением.
    а) определение концентрации плазмы по отражению зондирующей волны, импульсное зондирование ионосферы;
    б) исследование плазмы с помощью проходящих волн, интерферометры;
    в) рефракционный метод диагностики плазмы;
    г) диагностика плазмы по рассеянию волн на ее флуктуациях.
3.3. Исследование плазмы по ее электромагнитному излучению.
    а) СВЧ излучение равновесной плазмы;
    б) модели состояния плазмы;
    в) определение параметров плазмы по ее излучению в оптическом диапазоне;
    г) внутрирезонаторная лазерная спектроскопия.

4. Формы текущего, промежуточного и итогового контроля.

Итоговый контроль: экзамен (зачет) в конце 1-го семестра.

5. Учебно-методическое обеспечение курса.

5.1. Рекомендуемая литература (основная).

1. Александров А.Ф., Богданкевич Л.С., Рухадзе А.А. Основы электродинамики плазмы. М.: Высшая школа, 1988, 424 с.
2. Кадомцев Б.Б. Коллективные явления в плазме. М.: Наука, 1988, 304 с.
3. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. М.: Наука, 1992, 536 с.
4. Кузнецов Э.И., Щеглов Д.А. Методы диагностики высокотемпературной плазмы. М.: Атомиздат, 1980, 159 с.

5.2. Рекомендуемая литература (дополнительная).

1. Голант В.Е., Жилинский А.П., Сахаров С.А. Основы физики плазмы. М.: Атомиздат, 1977.
2. Кролл Н., Трайвелпис А. Основы физики плазмы. М.: Мир, 1975, 525 с.
3. Гершман Б.Н., Ерухимов Л.М., Яшин Ю.Я. Волновые явления в ионосфере и космической плазме. М.: Наука, 1984, 392 с.
4. Лохте-Хольтгревен В. Методы исследования плазмы. М.: Мир, 1971.

Составители программы:
профессор В.Б.Гильденбург,
профессор Г.А.Марков

Зав. каф. электродинамики,
академик РАН, профессор В.И. Таланов