Planeamento
Aulas Teóricas
1ª aula (semana 16/02 – 20/02)
Apresentação da unidade curricular.
2ª aula (semana 16/02 – 20/02)
Plasmas de baixa temperatura (LTPs): definição e aplicações.
3ª aula (semana 23/02 – 27/02)
Conceitos básicos: função de distribuição de partículas, secção eficaz de colisão, campo de carga de espaço, densidade de partículas, fluxo de deriva, fluxo de difusão.
Estudo de LTPs: descrição cinética (microscópica) e descrição fluido (macroscópica).
Plasmas de não-equilíbrio. Canais de transferência de potência.
4ª aula (semana 23/02 – 27/02)
Descargas não-autónomas e descargas autónomas. Emissão fotoelectrónica e termoelectrónica. Características tensão-corrente.
Produção de LTPs a partir de descargas em gases: efeitos alfa e gama; lei de Paschen. Classificação das descargas em gases: descarga de Townsend; descarga luminescente.
5ª aula (semana 02/03 – 06/03)
Influência de uma fronteira física num plasma.
Bainhas de carga de espaço: critério de Bohm; região de queda catódica; lei de Child-Langmuir.
6ª aula (semana 02/03 – 06/03)
Descrição cinética (microscópica) de LTPs.
Equação cinética de Boltzmann. Dedução a partir da hierarquia BBGKY; a hipótese do caos molecular; interpretação Física. A equação de Liouville. A equação de Vlasov.
7ª aula (semana 09/03 – 13/03)
Descrição cinética (microscópica) de LTPs.
Equação cinética de Boltzmann. O operador de colisão electrão-neutro: colisões elásticas, inelásticas e superelásticas. Secção eficaz elástica; dinâmica de uma colisão elástica.
8ª aula (semana 09/03 – 13/03)
Descrição cinética (microscópica) de LTPs.
Equação cinética de Boltzmann. O operador de colisão electrão-neutro: colisões elásticas, inelásticas e superelásticas. Secção eficaz diferencial inelástica. Micro-reversibilidade; a relação de Klein-Rosseland. Secção eficaz diferencial de ionização; electrões secundários.
9ª aula (semana 16/03 – 20/03)
Descrição cinética (microscópica) de LTPs.
A equação de Boltzmann electrónica para um gás de Lorentz: desenvolvimento da função de distribuição em harmónicas esféricas. Valores médios. Frequências de colisão.
10ª aula (semana 16/03 – 20/03)
Descrição cinética (microscópica) de LTPs.
A equação de Boltzmann electrónica para um gás de Lorentz: a aproximação das pequenas anisotropias. A função de distribuição de energia dos electrões. Contribuição para anisotropias. Parâmetros de transporte. Evolução para o equilíbrio; a fórmula de Chapman-Cowling; distribuições de Margenau e Druyvesteyn.
Semana 23/03 – 27/03
Não há aulas
11ª aula (semana 30/03 – 31/03 e 08/04 – 10/04)
Descrição cinética (microscópica) de LTPs.
A equação de Boltzmann electrónica como uma equação de balanço de potência. Potência ganha do campo eléctrico: efeitos produzidos por campos DC e HF. Campo efectivo e condutividade complexa. Inclusão de electrões secundários.
12ª aula (semana 30/03 – 31/03 e 08/04 – 10/04)
Descrição cinética (microscópica) de LTPs.
A equação de Boltzmann electrónica como uma equação de balanço de potência. Potência transferida em colisões elásticas, inelásticas e superelásticas. Potência transferida devidos a fenómenos não-locais de transporte.
Parâmetros de semelhança. Características de breakdown. Curvas de Paschen.
Semana 01/04 – 07/04
Férias da Páscoa
13ª aula (semana 13/04 – 17/04)
Descrição cinética (microscópica) de LTPs.
A equação de Boltzmann electrónica em presença de um campo magnético axial estacionário. Tensor condutividade. Tensor coeficiente de difusão. Condições de ressonância ciclotrónica. Potência absorvida de ondas com polarização circular.
14ª aula (semana 13/04 – 17/04)
Descrição fluido (macroscópica) de LTPs.
Equações hidrodinâmicas (momentos das equação cinética de Boltzmann). Grandezas hidrodinâmicas; parâmetros de transporte. Termo fonte: coeficiente de reacção; taxa de reacção. Aproximação deriva-difusão.
Inclusão dos iões. Coluna de plasma controlada por difusão: solução a valores próprios; condição de Schottky.
Semana 20/04 – 24/04
Missão estrangeiro
Semana 27/04 – 01/05
Não há aulas
15ª aula (semana 04/05 – 08/05)
Descrição fluido (macroscópica) de LTPs.
Coluna de plasma controlada por difusão. Modos próprios e comprimentos de difusão. Efeito da densidade electrónica (e do campo de carga de espaço): difusão livre e difusão ambipolar.
16ª aula (semana 04/05 – 08/05)
Descrição fluido (macroscópica) de LTPs.
Coluna de plasma controlada por difusão. Efeito da pressão: regime de queda livre. Coeficiente de difusão efectivo. Difusão ambipolar com confinamento magnético.
17ª aula (semana 11/05 – 15/05)
Difusão num campo Coulombiano.
Secção eficaz diferencial de difusão de Rutherford. Dedução da equação de Fokker-Planck.
18ª aula (semana 11/05 – 15/05)
Difusão num campo Coulombiano.
Operador de colisão electrão-electrão na equação de Boltzmann electrónica. Corte e logaritmo coulombianos. Integrais de Sptizer. Propriedades: conservação da energia; evolução para o equilíbrio.
Semana 18/05 – 22/05
Não há aulas
19ª aula (semana 25/05 – 29/05)
Reactividade em LTPs.
Plasmas atómicos e moleculares. Processos elementares em plasmas colisionais: colisões electrónicas; colisões entre espécies pesadas; coeficientes reaccionais a dois- e três-corpos; termos fonte. Estados metastáveis e estados radiativos.
20ª aula (semana 25/05 – 29/05)
Reactividade em LTPs.
Equações de balanço de partículas e de energia. Modelos colisionais-radiativos. Acoplamento com a equação de Boltzmann electrónica. Modelos de descarga. Características de descarga e parâmetros de semelhança.