Physique des plasmas

Auteur(s) :

Rax, Jean-Marcel Découvrir l'auteur

Résumé

Présente l'ensemble des concepts, méthodes et résultats propres à l'étude de cet état extrême de la matière, qui portée à haute température subit une série de transformations, vaporisation puis dissociation et finalement ionisation, conduisant à la création de populations d'ions et d'électrons libres.

Autre(s) auteur(s)
- Guthmann, Claude
Éditeur(s)
- Dunod
Date
- 2005
Langues
- Français
Description matérielle
- 352 p. ; 24 cm
Collections
- Sciences sup
Sujet(s)
- Plasmas (gaz ionisés)
ISBN
- 2-10-007250-1
Indice
- 537.8 Physique des plasmas, magnétohydrodynamique, énergie thermonucléaire
Quatrième de couverture
- Cet ouvrage s'adresse aux étudiants en master (M1 et M2) et licence (L3) ainsi qu'aux élèves des écoles d'ingénieurs. Il est issu d'un cours de physique des plasmas dispensé ces dernières années devant différents auditoires: à l'université de Paris XI (L3, M1 et M2), à l'École Normale Supérieure de Cachan (L3), à l'École Polytechnique (M2), à l'École Centrale (M1) et à l'École Supérieure d'Électricité (L3).
  Il est d'usage de structurer la physique des plasmas en trois domaines et de distinguer respectivement: la physique des plasmas industriels (réacteurs pour les nanotechnologies et propulseurs spatiaux), la physique des plasmas naturels (environnement terrestre et astrophysique) et la physique des plasmas thermonucléaires (tokamak et interaction laser-plasma). Ces trois domaines possèdent en commun un ensemble d'outils, de méthodes et de résultats constituant la physique des plasmas. Ce cours, à vocation généraliste, est construit autour de cet ensemble de connaissances et résultats communs à ces trois domaines.
  Il peut être adopté comme manuel de base aux niveaux L3 et M1 ou comme monographie de référence pour les ingénieurs et chercheurs confrontés à des problèmes de physique des plasmas.
Tables des matières
- - Physique des plasmas
  - Cours et applications
  - Jean-Marcel Rax
  - Dunod
  - Chapitre 1 · Électrons, ions et plasmas1
  - 1.1 Physique des plasmas 1
  - 1.1.1 Environnement2
  - 1.1.2 Origines et histoire7
  - 1.1.3 Ordres de grandeur10
  - 1.2 Technologie des plasmas15
  - 1.2.1 Réacteurs20
  - 1.2.2 Tokamaks24
  - 1.2.3 Propulseurs
    29
  - Chapitre 2 · Champs, particules et fluides36
  - 2.1 Électrodynamique37
  - 2.1.1 Conduction et diffusion40
  - 2.1.2 Polarisation et magnétisation48
  - 2.2 Physique statistique
    55
  - 2.2.1 Fonctions de distribution55
  - 2.2.2 Hiérarchie de Bogolioubov58
  - 2.2.3 Distribution de Maxwell61
  - 2.3 Hydrodynamique65
  - 2.3.1 Théorème de Lagrange66
  - 2.3.2 Équation d'Euler
    69
  - Chapitre 3 · Phénomènes collectifs
    74
  - 3.1 Perturbation électronique77
  - 3.1.1 Fréquence de Langmuir77
  - 3.1.2 Éclatement coulombien
    79
  - 3.2 Écrantage électrique81
  - 3.2.1 Longueur de Debye81
  - 3.2.2 Sphère de Debye85
  - 3.3 Écrantage magnétique86
  - 3.3.1 Longueur de London86
  - 3.4 Perturbation magnétique89
  - 3.4.1 Vitesse d'Alfvén89
  - 3.4.2 Onde d'Alfvén91
  - 3.5 Perturbation ionique93
  - 3.5.1 Ondes acoustiques93
  - 3.5.2 Vitesse de Bohm94
  - 3.6 Relaxation électronique96
  - 3.6.1 Temps de Maxwell96
  - 3.6.2 Longueur de Kelvin
    98
  - Chapitre 4 · Collisions et réactions102
  - 4.1 Section efficace102
  - 4.1.1 Section efficace de réaction102
  - 4.1.2 Section efficace de diffusion104
  - 4.1.3 Libre parcours moyen105
  - 4.2 Collisions élastiques108
  - 4.2.1 Diffusion élastique108
  - 4.2.2 Diffusion Rutherford112
  - 4.2.3 Interaction électron-atome118
  - 4.3 Collisions inélastiques124
  - 4.3.1 Seuil de réaction124
  - 4.3.2 Ionisation et réactivité125
  - 4.4 Théorie du libre parcours moyen134
  - 4.4.1 Viscosité, mobilité, diffusion134
  - 4.4.2 Coefficients de Townsend
    140
  - Chapitre 5 · Interactions champs-particules147
  - 5.1 Mouvement cyclotronique148
  - 5.1.1 Rayon de Larmor148
  - 5.1.2 Moment magnétique150
  - 5.1.3 Force diamagnétique151
  - 5.2 Dérives électromagnétiques154
  - 5.2.1 Dérives électriques154
  - 5.2.2 Dérives magnétiques156
  - 5.3 Force pondéromotrice166
  - 5.3.1 Champ longitudinal166
  - 5.3.2 Champ transverse167
  - 5.4 Invariants adiabatiques168
  - 5.4.1 Intégrale d'action168
  - 5.4.2 Invariant longitudinal172
  - 5.4.3 Invariant de flux174
  - Chapitre 6 · Dynamique et structures électriques179
  - 6.1 Modèles cinétiques et fluides180
  - 6.1.1 Réduction fluide180
  - 6.1.2 Nombre de Knudsen184
  - 6.2 Mobilité, diffusion, ionisation189
  - 6.2.1 Mobilité et diffusion189
  - 6.2.2 Loi de Paschen194
  - 6.2.3 Ondes d'ionisation202
  - 6.3 Structures quasi-neutres205
  - 6.3.1 Diffusion ambipolaire205
  - 6.3.2 Modèles de Schottky208
  - 6.3.3 Modèle de Tonks-Langmuir213
  - 6.4 Gaines ioniques215
  - 6.4.1 Critère de Bohm215
  - 6.4.2 Lois de Child-Langmuir
    217
  - Chapitre 7 · Dynamique et structures magnétiques225
  - 7.1 Magnétohydrodynamique225
  - 7.1.1 Réduction MHD225
  - 7.1.2 Pression magnétique230
  - 7.2 Diffusion magnétique234
  - 7.2.1 Nombre de Reynolds234
  - 7.2.2 Diffusion du plasma236
  - 7.2.3 Diffusion du champ237
  - 7.3 Théorèmes d'Alfvén239
  - 7.3.1 Théorème du flux239
  - 7.3.2 Théorème du gel241
  - 7.4 Équilibres MHD245
  - 7.4.1 Équilibre MHD245
  - 7.4.2 Équilibres cylindriques246
  - 7.5 Hélicité et topologie250
  - 7.5.1 Enlacement250
  - 7.5.2 Équilibres sans forces
    254
  - Chapitre 8 · Ondes, oscillations et résonances258
  - 8.1 Ondes électromagnétiques258
  - 8.1.1 Résonances hybrides260
  - 8.1.2 Vecteur de Poynting265
  - 8.1.3 Vitesse de groupe276
  - 8.2 Modes électroniques et ioniques279
  - 8.2.1 Photons, plasmons, phonons280
  - 8.2.2 Modes électroniques magnétisés284
  - 8.2.3 Modes ioniques magnétisés291
  - 8.2.4 Coupures et résonances294
  - 8.3 Irréversibilité et non-linéarités297
  - 8.3.1 Absorption Landau297
  - 8.3.2 Bremsstrahlung inverse300
  - 8.3.3 Absorption résonante303
  - 8.3.4 Génération de plasmons
    305
  - Chapitre 9 · Collisions, relaxation et transport309
  - 9.1 Systèmes markoviens310
  - 9.1.1 Probabilités de transition310
  - 9.1.2 Équation de Boltzmann313
  - 9.1.3 Équation de Fokker-Planck316
  - 9.2 Interaction particules-particules321
  - 9.2.1 Transfert d'énergie-impulsion322
  - 9.2.2 Équation de Landau328
  - 9.2.3 Équation de l'EEDF331
  - 9.3 Processus cinétiques334
  - 9.3.1 Ralentissements334
  - 9.3.2 Isotropisation338
  - 9.3.3 Alphas thermonucléaires341
  - 9.3.4 Électrons relativistes344
  - 9.4 Fluctuations et turbulence346
  - 9.4.1 Relation de Green-Kubo346
  - 9.4.2 Collisions et turbulence
    348
  - Chapitre 10 · Adiabaticité, résonances et chaos353
  - 10.1 Systèmes hamiltoniens353
  - 10.1.1 Équations de Hamilton353
  - 10.1.2 Intégrale d'action358
  - 10.1.3 Invariants de Poincaré364
  - 10.2 Intégrabilité368
  - 10.2.1 Transformations canoniques368
  - 10.2.2 Variables angles et actions370
  - 10.2.3 Relation d'Einstein375
  - 10.2.4 Interactions électromagnétiques377
  - 10.3 Adiabaticité386
  - 10.3.1 Perturbations adiabatiques387
  - 10.3.2 Dérives et forces séculaires390
  - 10.3.3 Confinement magnétique394
  - 10.4 Résonances397
  - 10.4.1 Résonances linéaires397
  - 10.4.2 Résonances Landau399
  - 10.4.3 Résonances cyclotron
    403
  - 10.5 Chaos407
  - 10.5.1 Critère de Chirikov407
  - 10.5.2 Transition vers le chaos410
  - 10.5.3 Équation quasi-linéaire
    414
  - Index 423
Origine de la notice:
- Electre