Física dos Plasmas

Código:

FIS3007

Sigla:

FIS3007

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Física

Ocorrência: 2019/2020 - 2S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Física
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Engenharia Física

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MI:EF	24	Plano estudos a partir do ano letivo 2017/18	3	-	6	56	162

Língua de trabalho

Português - Suitable for English-speaking students

Objetivos

Esta unidade curricular constitui uma introdução ao estudo da Física dos Plasmas, contendo elementos fundamentais essenciais sobre as propriedades destes meios. Estes assuntos são apresentados numa sequência lógica, abrangente e coerente. Apresentam-se exemplos de aplicação e problemas, juntamente com as ferramentas apropriadas para os resolver. Discutir-se-ão aplicações na área da física dos plasmas frios e das descargas em gases bem como na área dos plasmas quentes.

São ainda objetivos dasta unidade curricular que os estudantes:
- desenvolvam o raciocínio e adquiram competências na resolução autónoma e crítica de problemas;
- adquiram uma disciplina de trabalho continuado ao longo do semestre;
- tenham uma atitude respeitadora de valores éticos, tais como o respeito mútuo e a honestidade.

Resultados de aprendizagem e competências

O processo de ensino-aprendizagem estará centrado no trabalho do estudante e no acompanhamento pelo
docente da sua evolução na aquisição de conhecimentos e competências. No caso desta unidade curricular
será adotada uma metodologia de ensino que privilegia a aquisição das competências, especializadas e
específicas que capacitem o estudante para a investigação na área de física de plasmas.

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

Mecânica newtoniana; termodinâmica e física estatística; eletromagnetismo; ondas.

Programa

1-Definição de plasma. Blindagem de Debye. Critérios para o estado de plasma. Comprimento de Debye. Frequência de Plasma. Plasmas na natureza. Algumas aplicações tecnológicas de plasmas.
2-Movimentos de partículas carregadas em campos elétricos, magnéticos e eletromagnéticos.
3-Introdução à teoria cinética de plasmas. Espaço de fase. Função de distribuição de velocidades. Valor médio duma grandeza física. O estado de equilíbrio. Equações de Boltzmann e de Vlasov.
4-Elementos sobre as equações de transporte macroscópicas. Momentos da equação de Boltzmann.
5- Descrição do plasma como um fluido condutor. Equações eletrodinâmicas para um fluido condutor. Equações simplificadas da magnetohidrodinâmica.
6- Ondas em plasmas frios. Propagação de ondas em plasmas eletr´´onics isotrópicos e em plasmas frios magnetizados.
7-A difusão e a condutividade do plasma.
8-Introdução à física dos plasmas de descarga.

Bibliografia Obrigatória

Bittencourt J. A.; Fundamentals of plasma physics. ISBN: 0-387-20975-1
Inan Umran S.; Principles of plasma physics for engineers and scientists. ISBN: 978-0-521-19372-6
Francis F. Chen; Introduction to plasma physics and controlled fusion. ISBN: 0-306-41332-9 (V. 1)

Bibliografia Complementar

Chen, Francis F.; Introduction to Plasma Physics and Controlled Fusion , Springer, 2016. ISBN: 978-3319223087 (3ª edição)

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

• As aulas TEÓRICAS (T) são aulas expositivas onde o docente apresenta a matéria a lecionar e discute e resolve problemas ilustrativos dessa mesma matéria.


• Em geral, as aulas PRÁTICAS (TP) são aulas de exposição,  discussão e resolução de problemas ilustrativos da matéria lecionada nas aulas teóricas, quer pelos estudantes quer pelo docente.

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	60,00
Participação presencial	0,00
Trabalho escrito	40,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	76,00
Frequência das aulas	56,00
Trabalho escrito	30,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

► Será admitido a exame final da unidade curricular qualquer estudante que:

- esteja dispensado de frequência à unidade curricular;

- não tenha excedido o número limite de faltas às aulas práticas;

- tenha realizado a avaliação distribuída: Teste + Apresentação e discussão de artigo(s).

♦ As aulas de tipo TP (teórico-práticas) têm marcação de faltas;

♦ Nas aulas de tipo T (teóricas) não haverá controlo de presenças.

NOTA: Por uma questão de normalização, considera-se como sendo doze (12) o número de aulas práticas, o que faz com que o número máximo de faltas permitidas seja de três (3).

Fórmula de cálculo da classificação final

AVALIAÇÃO DISTRIBUÍDA  +  EXAME FINAL

CF = EF + AD

• CF (0 - 20 valores) – Classificação Final
• EF (0 - 12 valores) – Exame Final
• AD (0 – 8 valores) – Avaliação Distribuída

AD = T + ADA

• T (0 – 4 valores) – resolução individual de um TESTE com 2 problemas sobre a matéria lecionada
• ADA (0 – 4 valores) – Apresentação e Discussão de Artigo(s)

Provas e trabalhos especiais

A- TESTE (T): a realizar na sala de aula.
     Resolução individual de 2 problemas sobre a matéria lecionada, em data a indicar oportunamente.
               

B- APRESENTAÇÃO E DISCUSSÃO DE UM ARTIGO (ADA): apresentação, por cada grupo de 3 estudantes, de um artigo previamente fornecido, em data a indicar oportunamente. A leitura e o estudo do artigo será realizado fora da sala de aula e a apresentação, aos colegas e docentes, deve ser feita utilizando  o "power point" ("slides"), com um tempo máximo de 20 minutos para cada apresentação.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Exame para 20 valores.

Melhoria de classificação

Através de Exame Final da Época de Recurso.
A classificação final será calculada do seguinte modo: CF = MAX (CFN, RAD, R) onde CFN é a classificação final na época normal, RAD a classificação final da época de recurso, incluindo a AD, e R a classificação no exame final da época de recurso (de 0 a 20 valores, sem incluir a AD).

Observações

Devido à alteração provocada pela situação COVID19, a componente de avaliação AD passou a ser constituída pela resolução individual de dois problemas antes da época de exames, contando um total de cinco (5 valores) em vinte para a classificação final da época normal.

- Para além dos tempos letivos, estima-se que os estudantes dediquem ao estudo da unidade curricular "Física dos Plasmas" um período de tempo que se deve situar entre 5 a 8 horas semanais.

- O atendimento aos estudantes é realizado mediante combinação direta entre os estudantes interessados e os docentes.