Disciplina Curricular
Física e Tecnologia dos Plasmas FTP
Diploma de Estudos Avançados em Física - DEAF2006
Peso
6.0 (para cálculo da média)
Objectivos
Este curso introdutório tem como objectivo fornecer conceitos básicos sobre as propriedades dos plasmas, os mecanismos de criação, transporte e perda de partículas carregadas e a propagação de ondas electrónicas e iónicas nestes meios. Os conceitos introduzidos permitem desenvolvimentos posteriores em disciplinas mais avançadas, nas áreas da electrónica dos gases, dos plasmas quentes e da fusão termonuclear ou da física dos plasmas espaciais. Referem-se aplicações importantes nas modernas tecnologias de plasma e no estudo de plasmas naturais. PRÉ-REQUISITOS: Para alcançar os objectivos de aprendizagem esperados, os estudantes devem ter conhecimentos prévios de Electromagnetismo, Física Estatística, Cálculo Diferencial e Integral, Análise Complexa e Equações Diferenciais.
Programa
I. Plasmas na natureza. Definição de plasma. Blindagem de Debye. Efeitos colectivos. Aplicações. II. Movimentos de partículas carregadas em campos E e B uniformes e não uniformes, estacionários e variáveis no tempo. III. Equações de Maxwell e da Hidrodinâmica num plasma. Derivas fluido. IV. Frequência de plasma. Ondas plasma electrónicas e iónicas. Oscilações plasma electrónicas e iónicas perpendiculares a B; frequências híbridas. Ondas electromagnéticas paralelas e perpendiculares a B. Cortes e ressonâncias. Ondas hidromagnéticas e magnetossónicas. Diagrama CMA. V. Difusão e mobilidade em plasmas fracamente ionizados. Decaímento de um plasma por difusão. Modos próprios de difusão. Processos de ionização e de recombinação. Difusão transversal a campos magnéticos. Colisões em plasmas completamente ionizados. Resistividade de Spitzer. Descrição MHD a um fluido. Difusão em plasmas completamente ionizados. Difusão de Bohm e neoclássica. VI. Função de distribuição de velocidades. Equações da teoria cinética: equações de Boltzmann e de Vlassov. Equações da hidrodinâmica como momentos de uma equação cinética. Oscilações de plasma e amortecimento Landau. VII. Aplicações:telecomunicações, processamento de materiais e superfícies, electrónica de gases e fusão nuclear.
Metodologia de avaliação
Três testes ao longo do semestre, com possibilidade de recuperação de um dos testes durante o período de exames. A classificação final é a média aritmética das classificações dos 3 testes.