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原子核・プラズマ特論

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令和２年度以降入学者 原子核・プラズマ特論
令和元年度以前入学者 原子核・プラズマ特論
教員名 鈴木俊夫・水野伸夫
単位数    2 課程 前期課程 開講区分 文理学部
科目群 相関理化学専攻
学期 前期 履修区分 選択必修
授業の形態 オンデマンド型による遠隔授業
Blackboard ID: 20214109
授業概要 原子核とプラズマの基本的性質の理解。物質の多様な形態と、基本的相互作用の役割を理解することができる。
授業のねらい・到達目標 原子核の基本的な性質を概説し，その特徴，基本的相互作用との関係，量子多体系としての多様な振舞について解説する。また，プラズマの基本的性質や平衡と安定性，波動伝播について講述する。
授業の方法 前半に水野がプラズマ物理、後半に鈴木が原子核物理の講義を行う。
履修条件 なし
授業計画
1 プラズマの基本的性質：デバイ遮へい，プラズマ振動 (水野担当）
[事前学習] マクスウェル方程式、流体力学の方程式の学習（2時間）
[事後学習] デバイ遮へい、プラズマ振動の計算の復習（2時間）
2 電磁場中の荷電粒子の運動：ドリフト（水野担当）
[事前学習] ローレンツ力と荷電粒子の運動方程式の学習（2時間）
[事後学習] E×Bドリフト、gradBドリフト、分極ドリフトの計算の復習（2時間）
3 電磁流体力学Ⅰ：プラズマの平衡（水野担当）
[事前学習] プラズマの基礎方程式の学習（2時間）
[事後学習] MHD方程式の導出の復習（2時間）
4 電磁流体力学Ⅱ：プラズマの安定性（水野担当）
[事前学習] MHD方程式の学習（2時間）
[事後学習] フルート不安定性の計算の復習（2時間）
5 プラズマ中の線形波動（水野担当）
[事前学習] 波動の表示法と基礎事項（波数、振動数、位相速度等）の学習（2時間）
[事後学習] 電子プラズマ波、イオン音波、Alfven波の分散式の計算の復習（2時間）
6 ププラズマ中の非線形波動（水野担当）
[事前学習] １階、２階常微分方程式の学習（2時間）
[事後学習] K-dV方程式の導出と解の計算の復習（2時間）
7 核融合発電の原理 （水野担当）
[事前学習] 代表的な核分裂反応と核融合反応の学習（2時間）
[事後学習] レポート課題問題の学習（2時間）
8 原子核の大きさ：散乱と構造 (鈴木担当）
[事前学習] 散乱問題の学習（2時間）
[事後学習] 形状因子の計算の練習（2時間）
9 安定核の質量と結合エネルギー (鈴木担当）
[事前学習] 原子系の結合について学習する（2時間）
[事後学習] 核力とクーロン力の違いの理解（2時間）
10 核力Ⅰ：OPEP (鈴木担当）
[事前学習] パイ中間子の性質を調べる（2時間）
[事後学習] テンソル力の復習（2時間）
11 核力Ⅱ: ２π交換とOBEP (鈴木担当）
[事前学習] 種々の中間子の性質を調べる（2時間）
[事後学習] 非中心力の起源の復習（2時間）
12 魔法数と殻模型 (鈴木担当）
[事前学習] 調和振動子のエネルギー準位とスピン軌道力の学習（2時間）
[事後学習] 126の次の魔法数を求める（2時間）
13 星の核エネルギーと元素合成（鈴木担当）
[事前学習] トンネル効果の復習（2時間）
[事後学習] 水素燃焼の復習（2時間）
14 太陽ニュートリノとニュートリノ振動（鈴木担当）
[事前学習] ニュートリノの種類と性質を調べる（2時間）
[事後学習] 真空中のニュートリノ振動で太陽ニュートリノ問題が解決されるか調べる（2時間）
15 授業のまとめ
その他
教科書 なし
参考書 授業中に指示する
成績評価の方法及び基準 レポート(70%)、授業参画度:課題への解答の評価(30%)
オフィスアワー 授業終了時、Blackboard上の掲示板機能を通して「質問」と「議論」の機会を提供する

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