Plasma Physics_Richard Fitzpatrick

Plasma Physics_Richard Fitzpatrick - Plasma Physics Richard...

Info iconThis preview shows pages 1–3. Sign up to view the full content.

View Full Document Right Arrow Icon

Info iconThis preview has intentionally blurred sections. Sign up to view the full version.

View Full DocumentRight Arrow Icon
This is the end of the preview. Sign up to access the rest of the document.

Unformatted text preview: Plasma Physics Richard Fitzpatrick Professor of Physics The University of Texas at Austin Contents 1 Introduction 5 1.1 Sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.2 What is Plasma? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.3 Brief History of Plasma Physics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.4 Basic Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.5 Plasma Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.6 Debye Shielding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.7 Plasma Parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.8 Collisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.9 Magnetized Plasmas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.10 Plasma Beta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2 Charged Particle Motion 17 2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.2 Motion in Uniform Fields . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.3 Method of Averaging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.4 Guiding Centre Motion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.5 Magnetic Drifts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2.6 Invariance of Magnetic Moment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.7 Poincar´ e Invariants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 2.8 Adiabatic Invariants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2.9 Magnetic Mirrors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 2.10 Van Allen Radiation Belts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 2.11 Ring Current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 2.12 Second Adiabatic Invariant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 2.13 Third Adiabatic Invariant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 2.14 Motion in Oscillating Fields . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 3 Plasma Fluid Theory 43 3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 2 PLASMA PHYSICS 3.2 Moments of the Distribution Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 3.3 Moments of the Collision Operator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 3.4 Moments of the Kinetic Equation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 3.5 Fluid Equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 3.6 Entropy Production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 3.7 Fluid Closure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 3.8 Braginskii Equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ....
View Full Document

Page1 / 210

Plasma Physics_Richard Fitzpatrick - Plasma Physics Richard...

This preview shows document pages 1 - 3. Sign up to view the full document.

View Full Document Right Arrow Icon
Ask a homework question - tutors are online