Tematické okruhy otázek ke státní doktorské zkoušce

FYZIKA PLAZMATU

Fyzika plazmatu

Základní pojmy, teplota, Debyeovo stínění, výboje, fúze, pohyb nabitých částic v homogenních, nehomogenních a časově proměnných elektromagnetických polích, plazma a teorie elektromagnetizmu, pohybová rovnice tekutiny, tenzor napětí, srážky, difúze a pohyblivost, ambipolární difúze, drifty, odpor plazmatu, rovnice kontinuity, zákon zachování hybnosti a energie, rozptyl a Coulombovské srážky. Základní rovnice magnetohydrodynamiky, zamrzlé a difusní magnetické pole, magnetická energie a napětí, magnetohydrostatika, bezsilové konfigurace, magnetické dynamo, turbulence, z -pinč, rentgenové zdroje a lasery, princip a vlastnosti tokamaku, pohyb částic, stabilita, Jouleův ohřev, vstřik svazků, vysokofrekvenční ohřev, neinduktivní metody, termonukteární reaktor, interakce laserového záření a částic s látkou, fyzika vysokých hustot energie, radiační a jaderné procesy, rentgenové a iontové zdroje, simulace.

Vlny a nestability v plazmatu

Metoda perturbací, disperzní relace, fázová a grupová rychlost. Oscilace a vlny. Nízkofrekvenční vlny v plazmatu (Alfvénova vlna, F a S vlna). Vysokofrekvenční vlny v plazmatu (R, L, X, O vlna). Typické frekvence v plazmatu (plazmová, cyklotronní, hybridní, ...). Nestability v plazmatu (kink, sausage, reconection, Kelvin-Helmholtzova). Alfa efekt. Helicita, Landauův útlum.

Plazmové technologie

Klasifikace elektrických výbojů, voltampérová charakteristika, procesy probíhající na povrchu elektrod a v objemu mezi elektrodami, doutnavý výboj a jeho charakteristické vlastnosti, technologické aplikace, magnetronová depozice tenkých vrstev, plazmové zobrazovací prvky, magnetronové naprašování v stejnosměrném a střídavém režimu, plazmová zobrazovací buňka, netermální plazmové technologie a jejich aplikace, čistění kouřových plynů, rozklad toxických látek, obloukový výboj a jeho využití v průmyslu, nanášení velmi tvrdých vrstev, spalování kontaminované zeminy.

Elektrické výboje a jejich aplikace

Klasifikace elektrických výbojů, Townsendova teorie, podmínka pro samostatný výboj, doutnavý výboj, procesy na povrchu elektrod, vytváření tenkých vrstev, plazmatické zobrazovací prvky, vysokofrekvenční a mikrovlnný výboj, obloukový výboj, jiskrový výboj a jeho fáze, generace magnetického pole Země, blesk, kulový blesk, Z-pinč a jeho vlastnosti, optická a vizualizační diagnostika s nanosekundovou rozlišovací schopností, samoorganizace magnetických struktur, elektromagnetický kolaps, rentgenové zdroje a lasery, energetika, ekologické problémy, jaderná fúze.

Diagnostika plazmatu

Úvod, přehled diagnostických metod, měření proudu a napětí, základy spektroskopie, modely plazmatu, spektroskopická měření teplot a hustot, interferometrické a šlírové metody měření gradientů hustot a hustot plazmatu, měření vysokých hustot plazmatu, rentgenová diagnostika horkého plazmatu, měření magnetických polí, Faradayova rotace, mikrovlnná a korpuskulární diagnostika, vizualizační diagnostické metody s nanosekundovou rozlišovací schopností pro viditelné a rentgenové záření.

Teoretická fyzika

Integrální principy mechaniky, zákony zachování v přírodě, Hamiltonovy kanonické rovnice, nabité částice v elektromagnetických polích. Základy kvantové teorie, klasický a kvantový oscilátor, sféricky symetrický potenciál, časový vývoj v kvantové teorii, soustava stejných částic. Liouvillův teorém, Gibbsovo rozdělení, grandkanonické rozdělení, partiční suma, Fermi-Diracovo a Bose-Einsteinovo rozdělení, fluktuace, entropie, magnetické systémy. Boltzmannova, Focker-Planckova a Landauova rovnice. Monte Carlo metody.

Za obsah odpovídá: RNDr. Patrik Mottl, Ph.D.