Plasmaphysik 2
Plasma Physics 2

Modul PH2036

Diese Modulbeschreibung enthält neben den eigentlichen Beschreibungen der Inhalte, Lernergebnisse, Lehr- und Lernmethoden und Prüfungsformen auch Verweise auf die aktuellen Lehrveranstaltungen und Termine für die Modulprüfung in den jeweiligen Abschnitten.

Modulversion vom SS 2014 (aktuell)

Von dieser Modulbeschreibung gibt es historische Versionen. Eine Modulbeschreibung ist immer so lange gültig, bis sie von einer neuen abgelöst wird.

verfügbare Modulversionen
SS 2014SS 2011

Basisdaten

PH2036 ist ein Semestermodul in Deutsch oder Englisch auf Master-Niveau das im Sommersemester angeboten wird.

Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge in den Studienangeboten der Physik.

  • Allgemeiner Spezialfachkatalog Physik
  • Spezifischer Spezialfachkatalog Applied and Engineering Physics
  • Spezifischer Spezialfachkatalog Kern-, Teilchen- und Astrophysik

Soweit nicht beim Export in einen fachfremden Studiengang ein anderer studentischer Arbeitsaufwand ("Workload") festgelegt wurde, ist der Umfang der folgenden Tabelle zu entnehmen.

GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
150 h 75 h 5 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH2036 ist Ulrich Stroth.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Dieses Modul gibt eine Einführung in die Plasmaphysik. Dabei werden neben den Grundlagen der Plasmaphysik auch technische Anwendungen und ihr Vorkommen in der Natur vorgestellt. In Teil 2 werden elektrostatische und magnetische Wellen in Plasmen eingehend behandelt. Es wird auf ihren vielfältigen Einsatz zur Diagnostik und Heizung von Plasmen eingegangen und nichtlineare Effekte, wie Schockfronten und Solitonen studiert. Basierend auf einer Einführung in die Grundlagen der kinetischen Theorie werden die Flüssigkeitsgleichungen hergeleitet und weitere Anwendungen diskutiert, wie Transportprozesse, das Konzept von Stoßzeiten und die Entstehung von ambipolaren elektrischen Feldern.

Lernergebnisse

Nach erfolgreicher Teilnahme an diesem Modul ist der/die Studierende in der Lage

  1. die Ausbreitung von elektromagnetischen Wellen in Plasmen zu erklären sowie die wichtigsten Anwendungen als Plasmadiagnostik oder –heizung zu erläutern,
  2. den Einfluss von Nichtlinearitäten auf die Plasmadynamik zu erklären,
  3. die Stoßprozesse zwischen den Plasmateilchen zu erklären und die Parameterabhängigkeit der Stoßzeiten zu erläutern,
  4. die verschiedenen theoretischen Zugänge zur Plasmaphysik zu erklären und ihre jeweiligen Anwendungsgrenzen zu verstehen,
  5. das Konzept von ambipolaren elektrischen Feldern und des ambipolaren Transports zu beschreiben.

Voraussetzungen

Keine Vorkenntnisse nötig, die über die Zulassungsvoraussetzungen zum Masterstudium hinausgehen.

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VU 4 Plasma Physics 2 Stroth, U.
Mitwirkende: Birkenmeier, G.
Donnerstag, 10:00–12:00
sowie Termine in Gruppen

Lern- und Lehrmethoden

Vortrag, Beamerpräsentation, Tafelarbeit, Übungen in Einzel- und Gruppenarbeit, Diskussion, Lehrfilme

Medienformen

Übungsblätter, begleitende Internetseite, ergänzende Literatur

Literatur

  • U. Stroth, Plasmaphysik, Phänomene, Grundlagen, Anwendungen, VIEWEG+TEUBNER Press, New York", Wiesbaden 2011
  • R.J. Goldston, P.H. Rutherford, "Plasmaphysik. Eine Einführung", Vieweg 1998, ISBN: 3-528-06884-1,
  • T.J.M. Boyd and J.J. Sanderson, "The Physics of Plasmas", Cambridge University Press 2003, ISBN: 0 521 459125,
  • F.F. Chen, "Plasma Physics and Controlled Fusion", Plenum Press, 1990, ISBN: 0-306-41332-9,
  • T.H. Stix, "Waves in Plasmas", AIP, 1992, ISBN: 0-88318-859-7

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

In einer mündlichen Prüfung wird das Erreichen der Lernergebnisse durch Verständnisfragen und Beispielaufgaben bewertet.

Die Prüfung kann in Übereinstimmung mit §12 (8) APSO auch schriftlich abgehalten werden, in diesem Fall ist der Richtwert für die Prüfungsdauer 60 Minuten.

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende angeboten.

Kondensierte Materie

Wenn Atome sich zusammen tun, wird es interessant: Grundlagenforschung an Festkörperelementen, Nanostrukturen und neuen Materialien mit überraschenden Eigenschaften treffen auf innovative Anwendungen.

Kern-, Teilchen-, Astrophysik

Ziel der Forschung ist das Verständnis unserer Welt auf subatomarem Niveau, von den Atomkernen im Zentrum der Atome bis hin zu den elementarsten Bausteinen unserer Welt.

Biophysik

Biologische Systeme, vom Protein bis hin zu lebenden Zellen und deren Verbänden, gehorchen physikalischen Prinzipien. Unser Forschungsbereich Biophysik ist deutschlandweit einer der größten Zusammenschlüsse in diesem Bereich.