Versión imprimible Curso Académico
Fisica del Plasma Cósmico
Curso 2017/18
1. Datos Descriptivos de la Asignatura
ASIGNATURA: Fisica del Plasma Cósmico CÓDIGO: 275461236
- Centro: Facultad de Ciencias
- Titulación: Máster en Astrofísica
- Plan de Estudios: 2013 (publicado en 11-02-2014)
- Rama de conocimiento: Ciencias
- Itinerario/Intensificación:
- Departamento/s: - Área/s de conocimiento:
  • Astronomía y Astrofísica
- Curso: 1
- Carácter: Optativo
- Duración: Cuatrimestral
- Créditos ECTS: 6.0
- Horario: http://www.ull.es/view/master/mastrofisica/Horarios/es
- Dirección web de la asignatura: http://www.campusvirtual.ull.es
- Idioma: Castellano e inglés


2. Requisitos para cursar la asignatura
No existen requisitos para cursar la asignatura.


3. Profesorado que imparte la asignatura
Profesor/a Coordinador/a: MANUEL ARTURO COLLADOS VERA
- Grupo:
- Departamento: Astrofísica
- Área de conocimiento: Astronomía y Astrofísica
- Lugar Tutoría: Despacho del profesor, Departamento de Astrofísica, edificio de Física y Matemáticas
- Horario Tutoría: De lunes a jueves de 10:30h a 12h
- Teléfono (despacho/tutoría):
- Correo electrónico: mcvera@ull.es
- Dirección web docente: http://www.campusvirtual.ull.es


4. Contextualización de la asignatura en el plan de estudio
- Bloque formativo al que pertenece la asignatura:
- Perfil profesional:


5. Competencias
Competencia Específicas
[CE1] Comprender los esquemas conceptuales básicos de la Astrofísica
Competencias Básicas
[CB6] Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación
[CB7] Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios
[CB8] Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios
[CB10] Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo
Competencias General
[CG1] Conocer las técnicas matemáticas y numéricas avanzadas que permitan la aplicación de la Física y de la Astrofísica a la solución de problemas complejos mediante modelos sencillos
[CG4] Evaluar los órdenes de magnitud y desarrollar una clara percepción de situaciones físicamente diferentes que muestren analogías permitiendo el uso, a nuevos problemas, de sinergias y de soluciones conocidas


6. Contenidos de la asignatura
Contenidos teóricos y prácticos de la asignatura
1.- INTRODUCCIÓN. Definición de plasma. Fenómenos básicos en un plasma. Criterios para definir un plasma. Plasmas en la naturaleza y en el laboratorio.

2.- DINÁMICA DE UNA PARTÍCULA CARGADA. Ecuaciones generales. Campo electromagnético estático y uniforme. Campo magnetostático no uniforme. Campo eléctrico variable en el tiempo.

3.- ECUACIONES DE TRANSPORTE MACROSCÓPICAS. La ecuación de transporte generalizada. Ecuaciones de conservación. El modelo de plasma frio. El modelo de plasma caliente.

4.- FENÓMENOS BÁSICOS EN UN PLASMA. Oscilaciones electrónicas. Apantallamiento de Debye. Envoltura de un plasma. Sondas de plasmas.

5.- CONDUCTIVIDAD Y DIFUSIÓN EN UN PLASMA. La ecuación de Langevin. Conductividad en corriente continua y alterna. El plasma como dielectrico. Difusion libre. Difusion ambipolar. Plasmas completamente ionizados

6.- EL PLASMA COMO FLUIDO CONDUCTOR. Variables macroscópicas de un fluido conductor. Ecuaciones de conservación. Ecuaciones magnetohidrodinámicas. Ecuaciones simplificadas de la magnetohidrodinámica.

7.- MAGNETOHIDRODINÁMICA. Ecuación de inducción. Congelamiento del campo magnético. Difusión del campo magnético.

8.- ESTABILIDAD DE UN PLASMA. Equilibrio en un plasma. Inestabilidades.

9.- ONDAS EN PLASMAS. Ondas magnetohidrodinámicas: ondas de Alfvén y magnetoacústicas.
Actividades a desarrollar en otro idioma
(a) la tutorización y supervisión de alumnos que no hablen español se realizará en inglés

(b) salvo excepciones, las referencias bibliográficas de la lista inicial y las que se indiquen a lo largo del curso estarán escritas en inglés.


7. Metodología y volumen de trabajo del estudiante
Descripción
En las clases teóricas se transmiten conocimientos del profesor a los alumnos, pero se promueve y espera interacción frecuente en forma de preguntas. En las clases prácticas, los alumnos, guiados por el profesor, resuelven los ejercicios y cuestiones que se les han facilitado previamente en hojas o documentos web.

Actividades formativas en créditos ECTS, su metodología de enseñanza-aprendizaje y su relación con las competencias que debe adquirir el estudiante
Actividades formativas Horas presenciales Horas de trabajo autónomo Total Horas Relación con competencias
Clases teóricas  40.00      40  [CB6], [CB7], [CB8], [CB10], [CG1], [CG4], [CE1]
Clases prácticas (aula / sala de demostraciones / prácticas laboratorio)  20.00      20  [CB6], [CB7], [CB10], [CG1], [CG4], [CE1]
Estudio/preparación clases teóricas     45.00   45  [CB6], [CB7], [CB8], [CB10], [CG1], [CG4], [CE1]
Estudio/preparación clases prácticas     45.00   45  [CB6], [CB7], [CB10], [CG1], [CG4], [CE1]
Total horas  60   90   150 
Total ECTS  6 


8. Bibliografía / Recursos
Bibliografía básica
J.A. Bittencourt: Fundamental of Plasma Physics, 1986, Pergamon Press.

T.J.M. Boyd y J.J. Sanderson: The physics of plasmas, 2003, Cambridge Univ Press.

J.P.H. Goedbloed y S. Poedts: Principles of Magnetohydrodyamics with applications to laboratory and astrophysical plasmas,2004, Cambridge Univ Press.


Bibliografía complementaria
L.A. Artsimovich y S.Yu. Lukyanoc: Motion of Charged Particles in Electric and Magnetic Fields, 1980, Mir Publishers.

F.F. Chen: Introduction to Plasma Physics, 1974, Plenum Press.

T.G. Cowling: Magnetohydrodynamics, 1976, Adam Hilger Ltd.

J.L. Delcroix: Introduccion a la teoria de los gases ionizados, 1968, Editorial Alhambra.

R.O. Dendy (ed.): Plasma Physics, an Introductory Course, 1993, Cambridge University Press

N.A. Krall and A.W. Trivelpiece: Principles of Plasma Physics, 1973, Mc Graw-Hill.

G.K. Parks: Physics of Space Plasmas, 2004, Westview Press.

R.V. Polovin y V.P. Demutskii: Fundamentals of Magnetohydrodynamics, 1990, Consultants Bureau, New York.
  
E.R. Priest: Solar Magnetohydrodynamics, 2013, Cambridge Univ Press.

G. Schmidt: Physics of high temperature plasmas. An introduction, 1966, Academic Press Inc.
 
F.H. Shu: The Physics of Astrophysics. Vol 2, 1992, University Science Books.

L.C. Woods: Principles of Magnetoplasma Dynamics, 1987. Clarendon Press.
Otros recursos
Se facilitará a los alumnos artículos recientes de temas actuales sobre plasmas astrofísicos para análisis supervisado.


9. Sistema de evaluación y calificación
Descripción
La evaluación de la asignatura se realizará teniendo en cuenta dos aspectos:

(i) Los resultados obtenidos en la evaluación continua realizada durante el transcurso de la asignatura. Esta evaluación consistirá en diversas pruebas escritas correspondientes a partes de la asignatura y entregables.

(ii) El examen final, en el que se incluirán preguntas y cuestiones (tanto de teoría como de problemas) referentes al temario completo

La nota final se obtendrá promediando al 50% la nota obtenida en estos dos apartados, siendo necesario tener en cada uno de ellos, al menos, una calificación de 3.0 (en una escala de 0 a 10) para superar la asignatura.

Aquellos alumnos que no hayan podido realizar las pruebas escritas parciales y/o los entregables (o que no hayan conseguido calificación suficiente en ellos), podrán obtener la calificación final a partir de la nota del examen final exclusivamente.

Las pruebas escritas parciales y el examen final consistirán en general de preguntas teóricas y ejercicios de cálculo para comprobar el grado de conocimiento e intuición física logrados por el alumno en la asignatura. Los entregables consistirán en ejercicios de diferentes tipos: análisis guiado de párrafos de artículos de investigación relevantes en física del plasma; realización de ejercicios que requieran el uso de un método numérico muy elemental; realización de ejercicios numéricos tradicionales a resolver con calculadora de bolsillo; cuestionarios y resolución de problemas teóricos.

Estrategia Evaluativa
TIPO DE PRUEBA COMPETENCIAS CRITERIOS PONDERACIÓN
Pruebas de desarrollo  [CB6], [CB7], [CB8], [CB10], [CG1], [CG4], [CE1]   Claridad, completitud, madurez física y precisión de las respuestas a preguntas teóricas. Claridad, precisión y exactitud en la resolución de problemas.   80% 
Trabajos y proyectos  [CB6], [CB7], [CB10], [CG1], [CG4], [CE1]   Resolución de las tareas planteadas, valorando: (a) corrección en la aplicación de conocimientos adquiridos en el curso; (b) adecuada combinación de resultados de los diferentes temas; (c) claridad y concreción en la exposición   20% 


10. Resultados de Aprendizaje
 - Conocer el comportamiento de una partícula cargada inmersa en un campo electromagnético
- Conocer las propiedades físicas y la descripción matemática de un plasma considerado como un fluido conductor
- Conocer la aproximación magnetohidrodinámica
- Conocer los criterios de estabilidad de un plasma y la propagación de inestabilidades en forma de ondas.  


11. Cronograma / calendario de la asignatura
Descripción
 La planificación temporal que sigue se basa en un esquema válido para un grupo promedio de alumnos. Este cronograma se adaptará dependiendo de las especificidades (conocimientos previos de física y astrofísica, de técnicas analíticas y numéricas) de cada grupo particular. 


Segundo Cuatrimestre
SEMANA Temas Actividades de
enseñanza aprendizaje
Horas
de trabajo
presencial
Horas
de trabajo
autónomo
Total
Semana 1:  1   Clases teóricas y prácticas, realización de problemas   4.00   5.00   9 
Semana 2:  2   Clases teóricas y prácticas, realización de problemas   4.00   5.00   9 
Semana 3:  2   Clases teóricas y prácticas, realización de problemas   4.00   5.00   9 
Semana 4:  3   Clases teóricas y prácticas, realización de problemas   4.00   5.00   9 
Semana 5:  3   Clases teóricas y prácticas, realización de problemas   4.00   5.00   9 
Semana 6:  4   Clases teóricas y prácticas, realización de problemas   4.00   5.00   9 
Semana 7:  4-5   Clases teóricas y prácticas, realización de problemas   4.00   5.00   9 
Semana 8:  5   Clases teóricas y prácticas, realización de problemas   4.00   5.00   9 
Semana 9:  6   Clases teóricas y prácticas, realización de problemas   4.00   5.00   9 
Semana 10:  6   Clases teóricas y prácticas, realización de problemas   4.00   5.00   9 
Semana 11:  7   Clases teóricas y prácticas, realización de problemas   4.00   5.00   9 
Semana 12:  7-8   Clases teóricas y prácticas, realización de problemas   4.00   5.00   9 
Semana 13:  8   Clases teóricas y prácticas, realización de problemas   4.00   5.00   9 
Semana 14:  9   Clases teóricas y prácticas, realización de problemas   4.00   5.00   9 
Semana 15:  9   Clases teóricas y prácticas, realización de problemas   4.00   5.00   9 
Semanas 16 a 18:     Preparación y realización de exámenes   0.00   15.00   15 
Total horas 60 90 150

Fecha de última modificación: 24-07-2017
Fecha de aprobación: 19-07-2017