Laboratorio di fisica dei plasmi 1

A.A. 2016/2017
Insegnamento per
6
Crediti massimi
66
Ore totali
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Acquisizione di competenze in metodi sperimentali applicati nello studio di plasmi (in particolare plasmi non neutri) e fasci di particelle cariche.

Struttura insegnamento e programma

Edizione attiva
Responsabile
Laboratori: 54 ore
Lezioni: 12 ore
Programma
LEZIONI:
Cenni di fisica dei plasmi non neutri. Modi di diocotron, derivazione dell'equazione agli autovalori. Instabilità resistiva dei modi di diocotron, calcolo del coefficiente di crescita. Autorisonanza. Temperatura e diffusione del plasma intrappolato.

Analisi armonica di un segnale: serie di Fourier, trasformata continua e discreta di Fourier, teorema di sampling, aliasing.

Descrizione dell'apparato sperimentale (trappola di Penning-Malmberg), delle diagnostiche e della strumentazione presente in laboratorio.

Introduzione all'analisi dati: metodi, procedure, creazione di programmi di analisi e visualizzazione dei risultati.

ESPERIMENTI (vengono eseguite alcune delle esperienze illustrate nel seguito):

Misure elettrostatiche e ottiche di carica e densità, calibrazione dell'immagine da CCD.

Misura di frequenza e ampiezza del primo modo di diocotron (l=1) per una colonna di elettroni.

Misura del tasso di crescita dell'instabilità resistiva del modo l=1.

Eccitazione del modo l=1 e caratterizzazione del fenomeno di autorisonanza.

Misura della carica totale confinata in funzione del tempo di intrappolamento e calcolo del coefficiente di diffusione radiale.

Misura della temperatura parallela (assiale) del plasma di elettroni.
Prerequisiti e modalità di esame
Prerequisiti: è richiesta una buona conoscenza di meccanica classica ed elettromagnetismo. Aver seguito i corsi di Elettrodinamica Classica e Fisica dei Plasmi e della Fusione Controllata è utile, ma non necessario.
Metodi didattici
Modalità di esame: L'esame consiste in una discussione orale che verte sugli argomenti trattati nel corso e su una relazione, scritta dallo studente, riguardante gli esperimenti effettuati in laboratorio.

Modalità di frequenza: obbligatoria
Materiale didattico e bibliografia
Materiale di riferimento: Ronald C. Davidson, "Physics of Nonneutral Plasmas", Addison-Wesley, Redwood City, 1990 (estratti); appunti del corso, articoli inerenti gli esperimenti trattati (distribuiti durante il corso).
Periodo
Primo semestre
Docente/i
Ricevimento:
Venerdì, 9:30-12:30 (su appuntamento)
Dipartimento di Fisica, via Celoria 16, 20133 Milano