学部・大学院区分
Undergraduate / Graduate
理学部
時間割コード
Registration Code
0622200
科目区分
Course Category
専門科目
Specialized Courses
科目名 【日本語】
Course Title
物理学セミナー第Ⅵの1
科目名 【英語】
Course Title
Physics Seminars VI-I
コースナンバリングコード
Course Numbering Code
担当教員 【日本語】
Instructor
前山 伸也 ○
担当教員 【英語】
Instructor
MAEYAMA Shinya ○
単位数
Credits
4
開講期・開講時間帯
Term / Day / Period
春 金曜日 3時限
春 金曜日 4時限
Spring Fri 3
Spring Fri 4
授業形態
Course style
演習
Seminar
学科・専攻
Department / Program
物理学科
必修・選択
Compulsory / Selected
選択必修


授業の目的 【日本語】
Goals of the Course(JPN)
宇宙や実験室のプラズマ現象は、荷電粒子の集団運動により多様で複雑な振る舞いを示す。そのため、理論解析とともに数値計算を用いた解析が重要となる。このセミナーでは、プラズマ物理の基礎的な理論構成を学ぶとともに、関連する数値解析手法やデータ処理を実際に行うことで、卒業研究を進めるために必要となる能力を身に着けることを目的とする。
授業の目的 【英語】
Goals of the Course
Phenomena related to plasma in space and experiments show a variety of complex behavior due to collective motions of charged particles. To understand them, both of theoretical and numerical analyses are indispensable. The purpose of this seminar is acquiring knowledge and abilities required for undergraduate studies by learning basic theory of plasma physics, as well as numerical simulation and data analysis techniques.
到達目標 【日本語】
Objectives of the Course(JPN))
1.プラズマ物理の基礎的な理論(単一荷電粒子の運動、プラズマ中の波動)を理解する。
2.関連する数値解析手法(差分法、時間積分法の数値安定性、反復法)を習得する。
3.基本的なデータ処理(グラフ描画、フーリエ解析)に習熟する。
到達目標 【英語】
Objectives of the Course
1. Understand basic plasma physics (charged particle motion, waves in plasma).
2. Learn numerical analysis techniques (finite difference method, stability of time integration, iterative method).
3. Acquire skills on basic data processing (graph drawing, Fourier analysis).
授業の内容や構成
Course Content / Plan
教科書を輪読し、基本的なプラズマ物理の学習を進める。教科書の担当範囲を持ち回りで発表し、出席者で議論を行う。
1. プラズマとは
2. 単一荷電粒子の運動
3. 流体としてのプラズマ
4. プラズマ中の波動

また、教科書のテーマに関連した題材を隔週で取り上げ、数値解析実習を行う。
1. Unix, Fortran, Python入門
2. 常微分方程式の数値解法, 時間積分法
3. 偏微分方程式の数値解法, 差分法, Von Neumann安定性解析
4. 線形連立1次方程式の数値解法
5. フーリエ解析、補間、回帰分析

数値解析に関連して、Unix上でvim, gnuplot, Fortran, Pythonなどを用いてプログラミングを行う。各自のノートPC等でUnix環境構築して利用することを推奨。ノートPCを持っていない場合は、サテライトラボのPCも利用可能。

プラズマ物理に関する教科書の問題、または、数値解析実習に関連した課題をレポートとして提出する。(昨年度はレポート課題6回)
履修条件
Course Prerequisites
履修要件は要さない。この科目は、日本語で提供されます。(This class is taught in Japanese.)
関連する科目
Related Courses
プラズマ物理学I
成績評価の方法と基準
Course Evaluation Method and Criteria
輪読における発表(30%:担当範囲を理解し、他の人に説明することができるか)、レポート(60%:採点による)、出席者間の議論(10%:他の人の発表を客観的・批判的に理解し、適切に質疑ができるか)に基づき評価する。
(評価の基準)総点60点以上を合格とする。
不可(F)と欠席(W)の基準
Criteria for "Fail (F)" & "Absent (W)" grades
履修を取り下げた場合は欠席(W)とし、それ以外の成績不良者は不可(F)とする。
参考書
Reference Book
Francis F. Chen, "Introduction to Plasma Physics and Controlled Fusion", Springer.
Paul M. Bellan, "Fundamentals of Plasma Physics", Cambridge University Press.
教科書・テキスト
Textbook
Francis F. Chen(著), 内田岱二郎(訳),「プラズマ物理入門」, 丸善.
(購入することが望ましいが、必須ではない)
課外学習等(授業時間外学習の指示)
Study Load(Self-directed Learning Outside Course Hours)
輪読担当範囲の発表準備をする。
他の人の輪読範囲についても教科書を予習する。
レポート課題に取り組む。
注意事項
Notice for Students
※この科目は、2023年度から開講しない予定です。
他学科聴講の可否
Propriety of Other department student's attendance
他学科聴講の条件
Conditions for Other department student's attendance
他学科学生の聴講要件は要さない。
レベル
Level
キーワード
Keyword
履修の際のアドバイス
Advice
授業開講形態等
Lecture format, etc.
少人数のため、基本的に対面形式で講義を進める。状況に応じて、Zoomを利用してオンラインまたはハイブリッド形式とする。講義資料配布、レポート提出はNUCTを利用する。
遠隔授業(オンデマンド型)で行う場合の追加措置
Additional measures for remote class (on-demand class)