Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Hydromagnetic dynamo theory in geo- and astrophysics 1

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 1100-TDH1
Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Hydromagnetic dynamo theory in geo- and astrophysics 1
Jednostka: Wydział Fizyki
Grupy: Fizyka, II stopień; przedmioty specjalności Geofizyka
Physics (Studies in English), 2nd cycle; specialization courses
Physics (Studies in English); 2nd cycle
Punkty ECTS i inne: 6.00 Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.
Język prowadzenia: angielski
Skrócony opis:

Wymagania:

1. Znajomość algebry i analizy matematycznej.

2. Umiejętność rozwiązywania równań różniczkowych zwyczajnych i cząstkowych.

3. Podstawowa wiedza z elektromagnetyzmu

4. Znajomość rachunku wektorowego.

Pełny opis:

1. Historia teorii opisujących generację pola geomagnetycznego.

2. Dynamo ziemskie w porównaniu z dynamem na innych obiektach układu Słonecznego (Słońce, Merkury, Wenus, księżyc Jowisza Io, Jowisz oraz Mars, Księżyc w przeszłości). Dlaczego Ziemskie dynamo jest wciąż tak efektywne?

3. Równania Magnetohydrodynamiki

a. Równanie Naviera-Stokesa z siłą Lorentza

b. Równania Maxwell’a

c. Wyprowadzenie równania indukcji pola magnetycznego

d. Twierdzenie Helmholtza o wmrożeniu pola magnetycznego.

e. Twierdzenie Taylora-Proudmana

f. Podstawy opisu teoretycznego turbulencji, renormalizacja równań Naviera-Stokesa

4. Mechanizmy generacji pola

a. Efekt Omega i efekt alpha – teoria pola średniego.

b. Dynamo typu alpha-Omega oraz alpha^2

c. Niestabilności magnetyczne – niestabilność magnetorotacyjna oraz niestabilność wyporności magnetycznej w kontekście Tachokliny słonecznej.

d. Niestabilność pływowa (źródło pola magnetycznego na Io).

Na ćwiczeniach rozwiązywane będą problemy wprowadzające oraz uzupełniające wiedzę na temat ww. aspektów dynama hydromagnetycznego, w tym przy użyciu pakietów MATLAB oraz MATHEMATICA. Ćwiczenia będą się odbywały częściowo przy tablicy (rozwiązywanie prostych przykładów), ale w większości przy komputerze (programowanie przy użyciu ww. pakietów).

Literatura:

Wykład będzie autorski i jego celem będzie przedstawienie skomplikowanych zagadnień dotyczących dynama hydromagnetycznego w przystępnej formie. Dlatego nie ma jednego podręcznika, jednak literatura polecana obejmuje (zostanie rozesłana studentom w formie elektronicznej):

[1] P. Roberts 1967, An introduction to magnetohydrodynamics, American Elsevier Pub. Co.

[2] H.K. Moffatt and E. Dormy 2019, Self-exciting fluid dynamos, Cambridge University Press,

[3] K.A. Mizerski 2021, Foundations of Convection with density stratification, Springer

[4] IUGG, 2020, Geomagnetism, Aeronomy and Space Weather, Eds. M. Mandea, M. Korte, A. Yau, E. Petrovsky, Cambridge University Press.

Metody i kryteria oceniania:

Na zaliczenie będzie trzeba wykonać jedno semestralne zadanie. Tematy tych zadań podam na pierwszym wykładzie – będą tematy do wyboru. Niektóre będą opisowe, inne bardziej matematyczne. Ponadto wymagane będzie zaliczenie egzaminu ustnego.

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2021/22" (zakończony)

Okres: 2021-10-01 - 2022-02-20
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć:
Ćwiczenia, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Krzysztof Mizerski
Prowadzący grup: Marek Grądzki, Krzysztof Mizerski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2022/23" (jeszcze nie rozpoczęty)

Okres: 2022-10-01 - 2023-01-29
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć:
Ćwiczenia, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Krzysztof Mizerski
Prowadzący grup: Krzysztof Mizerski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki.
ul. Pasteura 5, 02-093 Warszawa tel: +48 22 55 32 000 https://www.fuw.edu.pl/ kontakt deklaracja dostępności USOSweb 6.8.0.0-1 (2022-08-01)