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Ausgehend von den Grundlagen der Plasmaphysik spannt das Buch einen Bogen zwischen den verschiedenen Feldern der Wissenschaft sowie zwischen Experiment und Theorie. Es wurde der anschauliche Zugang des Experimentalphysikers gewählt, um die vielfältigen Phänomene der Plasmaphysik zur erklären, ohne dabei die mathematisch korrekte Beschreibung zu vernachlässigen. Die entwickelten Grundlagen finden Anwendung in Beispielen aus dem weiten Bereich der Plasmatechnologie bis zur Fusionsforschung, von Labor- zu extraterrestrischen Plasmen, wobei die Fusionsforschung ein Schwerpunkt bildet.

 

 

 

Prof. Dr. Ulrich Stroth, Max-Planck-Institut für Plasmaphysik und Universität Stuttgart, Fachbereich Physik

 

 

 

 

Aus dem Inhalt:

1 Einleitung 1 / 1.1 Die Saha-Gleichung 1 / 1.2 Plasmen in der Natur und im Labor 2 / 1.3 Zustandsgrenzen 5 / 1.4 Wichtige Parameter und Eigenschaften 6 / 2 Geladene Teilchen im Magnetfeld 13 / 2.1 Homogene Magnetfelder 13 / 2.2 Inhomogene Magnetfelder 19 / 2.3 Teilchen in periodischen Feldern 28 / 2.4 Adiabatische Invarianten 33 / 2.5 Teilchenbahnen im Erdmagnetfeld 39 // 3 Flüssigkeitsbild des Plasmas 45 / 3.1 Flüssigkeitsgleichungen 46 / 3.2 MHD-Gleichgewichte 64 / 3.3 Strömungen in MHD-Gleichgewichten 72 / 3.4 Plasmadynamik in der Erdionosphäre 90 // 4 Plasmastabilität 103 / 4.1 Anschauliche Beispiele 104 / 4.2 Der einfach magnetisierte Torus 112 / 4.3 Stabilitätstheorie 115 / 4.4 Anwendungen der Stabilitätstheorie 122 // 5 Wellen im Flüssigkeitsbild 133 / 5.1 Grundgleichungen für Wellen im Plasma 133 / 5.2 Wellen im unmagnetisierten Plasma 140 / 5.3 Wellen im magnetisierten kalten Plasma 156 // 6 Nichtlineare Phänomene 183 / 6.1 Nichtlineare Ionenschallwellen 183 / 6.2 Plasmen in starken Wellenfeldern 189 / 6.3 Die Zweistrom-Instabilität 193 / 7 Kinetische Theorie der Plasmen 197 / 7.1 Verteilungsfunktionen im Phasenraum 198 / 7.2 Die kinetische Gleichung 202 / 7.3 Die Fokker-Planck-Gleichung 209 / 7.4 Herleitung der Flüssigkeitsgleichungen 217 / 7.5 Anwendungen der kinetischen Theorie 228 // 8 Transportprozesse im Plasma 239 / 8.1 Streuung im Coulomb-Potential 239 / 8.2 Relaxationszeiten 251 / 8.3 Transportkoeffizienten 261 // 9 Niedertemperaturplasmen 275 / 9.1 Plasmaerzeugung 275 / 9.2 Glimmentladungen 280 / 9.3 Langmuir-Sonden 290 / 9.4 Kapazitive Entladungen 303 // 10 Fusionsforschung 311 / 10.1 Entwicklungsgeschichte 311 / 10.2 Energiebilanz der Kernfusion 319 // 11 Magnetfeldkonfigurationen 329 / 11.1 Allgemeine Eigenschaften 329 / 11.2 Konfigurationen für den Einschluss von Fusionsplasmen 338 // 12 Parametergrenzen für Fusionsplasmen 355 / 12.1 Grenzen für das erreichbare ß 355 / 12.2 Stromgetriebene Instabilitäten 361 / 12.3 Druckgetriebene Instabilitäten 364 / 12.4 Die Dichtegrenze 369 // 13 Teilchenbahnen in Fusionsplasmen 373 / 13.1 Teilchenbahnen in Spiegelmaschinen 373 / 13.2 Teilchenbahnen im Tokamakfeld 374 / 13.3 Trajektorien im Stellaratorfeld 385 // 14 Stoßbehafteter Transport in Fusionsplasmen 391 / 14.1 Klassischer Transport 392 / 14.2 Pfirsch-Schlüter-Transport 395 / 14.3 Neoklassischer Transport 399 // 15 Turbulenter Transport 413 / 15.1 Turbulenz in Flüssigkeiten 414 / 15.2 Turbulenter Transport in magnetisierten Plasmen 424 / 15.3 Die Driftwelle 436 / 15.4 Driftwellenturbulenz 446 / 15.5 Experimentelle Transportstudien 451 // Anhang 465 // A Definitionen und Einheiten 467 / A.1 Lateinische Symbole 467 / A.2 Griechische Symbole 469 / A.3 Umrechnungen 471 // B Formelsammlung 473 / Stichwortverzeichnis 479 // Sachverzeichnis 479