Física del Plasma Cósmico
(Curso Académico 2020 - 2021)
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1. Datos descriptivos de la asignatura
  • Código: 275461236
  • Centro: Escuela de Doctorado y Estudios de Postgrado
  • Lugar de impartición: Facultad de Ciencias. Sección de Física
  • Titulación: Máster Universitario 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: Segundo cuatrimestre
  • Créditos ECTS: 6,0
  • Modalidad de impartición: Presencial
  • Horario: Ver horario
  • Dirección web de la asignatura: Ver web de la asignatura
  • Idioma: Castellano e inglés
2. Requisitos para cursar la asignatura
3. Profesorado que imparte la asignatura

Profesor/a Coordinador/a: MANUEL ARTURO COLLADOS VERA

General:
Nombre:
MANUEL ARTURO
Apellido:
COLLADOS VERA
Departamento:
Astrofísica
Área de conocimiento:
Astronomía y Astrofísica
Grupo:
Contacto:
Teléfono 1:
Teléfono 2:
Correo electrónico:
mcvera@ull.es
Correo alternativo:
Tutorías primer cuatrimestre:
DesdeHastaDíaHora incialHora finalLocalizaciónPlantaDespacho
Todo el cuatrimestre Lunes 10:30 12:00 Edificio de Física y Matemáticas - AN.2B
Todo el cuatrimestre Martes 10:30 12:00 Edificio de Física y Matemáticas - AN.2B
Todo el cuatrimestre Miércoles 10:30 12:00 Edificio de Física y Matemáticas - AN.2B
Todo el cuatrimestre Jueves 10:30 12:00 Edificio de Física y Matemáticas - AN.2B
Observaciones:
Tutorías segundo cuatrimestre:
DesdeHastaDíaHora incialHora finalLocalizaciónPlantaDespacho
Todo el cuatrimestre Lunes 10:30 12:00 Edificio de Física y Matemáticas - AN.2B
Todo el cuatrimestre Martes 10:30 12:00 Edificio de Física y Matemáticas - AN.2B
Todo el cuatrimestre Miércoles 10:30 12:00 Edificio de Física y Matemáticas - AN.2B
Todo el cuatrimestre Jueves 10:30 12:00 Edificio de Física y Matemáticas - AN.2B
Observaciones:
4. Contextualización de la asignatura en el plan de estudio
  • Bloque formativo al que pertenece la asignatura: Especialidad en Teoría y Computación
  • Perfil profesional:
5. Competencias

Competencia Específicas

  • CE1 - Comprender los esquemas conceptuales básicos de la Astrofísica

Competencias Generales

  • 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

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

Exclusiva de la Especialidad de Teoría y Computación

  • CX1 - Comprender la estructura y propiedades de los Plasmas Astrofísicos
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 frío. 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 dieléctrico. Difusión libre. Difusión 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.- ONDAS EN PLASMAS HOMOGÉNEOS. Ondas magnetohidrodinámicas: ondas de Alfvén y magnetoacústicas.

9.- ESTABILIDAD DE UN PLASMA. Configuraciones de equilibrio de un plasma. Inestabilidades.

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 se espera la 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 0,00 40,0 [CE1], [CG4], [CB6], [CB7], [CB8], [CB10], [CG1], [CX1]
Clases prácticas (aula / sala de demostraciones / prácticas laboratorio) 20,00 0,00 20,0 [CE1], [CG4], [CB6], [CB7], [CB8], [CB10], [CG1], [CX1]
Estudio/preparación de clases teóricas 0,00 45,00 45,0 [CE1], [CG4], [CB6], [CB7], [CB8], [CB10], [CG1], [CX1]
Estudio/preparación de clases prácticas 0,00 45,00 45,0 [CE1], [CG4], [CB6], [CB7], [CB8], [CB10], [CG1], [CX1]
Total horas
Total ECTS
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 facilitarán 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 [CE1], [CG4], [CB6], [CB7], [CB8], [CB10], [CG1], [CX1] Claridad, completitud, madurez física y precisión de las respuestas a preguntas teóricas. Claridad, precisión y exactitud en la resolución de problemas. 50,00 %
Trabajos y proyectos [CE1], [CG4], [CB6], [CB7], [CB8], [CB10], [CG1], [CX1] 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 50,00 %
10. Resultados de Aprendizaje
Esta asignatura intenta llevar al alumno de máster a conseguir un alto grado de madurez en la combinación de conceptos básicos de física necesarios para entender el Cosmos, el cual está constituido en un tanto por ciento elevado por materia en estado de plasma. La asignatura refuerza y combina los conocimientos previos adquiridos por los alumnos en la Licenciatura (o Máster) en temas de Electrodinámica, Termodinámica y Física Estadística, Física de Fluidos, Ecuaciones en Derivadas Parciales y técnicas computacionales básicas. Al combinar Física Fundamental con aplicaciones de vanguardia en astrofísica (y plasmas de fusión en laboratorios), es una asignatura apropiada como formación básica a nivel de máster.
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 6.00 10.00
Semana 2: 2 Clases teóricas y prácticas, realización de problemas 4.00 6.00 10.00
Semana 3: 2 Clases teóricas y prácticas, realización de problemas 4.00 6.00 10.00
Semana 4: 3 Clases teóricas y prácticas, realización de problemas 4.00 6.00 10.00
Semana 5: 3 Clases teóricas y prácticas, realización de problemas 4.00 6.00 10.00
Semana 6: 4 Clases teóricas y prácticas, realización de problemas 4.00 6.00 10.00
Semana 7: 4-5 Clases teóricas y prácticas, realización de problemas 4.00 6.00 10.00
Semana 8: 5 Clases teóricas y prácticas, realización de problemas 4.00 6.00 10.00
Semana 9: 6 Clases teóricas y prácticas, realización de problemas 4.00 6.00 10.00
Semana 10: 6 Clases teóricas y prácticas, realización de problemas 4.00 6.00 10.00
Semana 11: 7 Clases teóricas y prácticas, realización de problemas 4.00 6.00 10.00
Semana 12: 7-8 Clases teóricas y prácticas, realización de problemas 4.00 6.00 10.00
Semana 13: 8 Clases teóricas y prácticas, realización de problemas 4.00 6.00 10.00
Semana 14: 8 Clases teóricas y prácticas, realización de problemas 4.00 6.00 10.00
Semana 15 a 17: 9 Clases teóricas y prácticas, realización de problemas 4.00 6.00 10.00
Total 60.00 90.00 150.00
Fecha de última modificación: 24-07-2020
Fecha de aprobación: 24-07-2020

1. Datos descriptivos de la asignatura
  • Código: 275461236
  • Titulación: Máster Universitario en Astrofísica
  • Curso: 1
  • Duración: Segundo cuatrimestre
3. Tutorías no presenciales
MANUEL ARTURO COLLADOS VERA
General:
Nombre:
MANUEL ARTURO
Apellido:
COLLADOS VERA
Departamento:
Astrofísica
Área de conocimiento:
Astronomía y Astrofísica
Contacto:
Teléfono 1:
Teléfono 2:
Correo electrónico:
mcvera@ull.es
Correo alternativo:
Tutorías primer cuatrimestre:
DesdeHastaDíaHora inicialHora finalTipo de tutoríaMedio o canal de comunicación
Todo el cuatrimestre Lunes 10:30 12:00 Virtual Correo electrónico
Todo el cuatrimestre Martes 10:30 12:00 Virtual Correo electrónico
Todo el cuatrimestre Miércoles 10:30 12:00 Virtual Correo electrónico
Todo el cuatrimestre Jueves 10:30 12:00 Virtual Correo electrónico
Observaciones: Las tutorías se solicitan mediante un mensaje de correo electrónico y se llevan a cabo por los medios telemáticos que se acuerden: correo electrónico, teleconferencia, aula virtual, ...
Tutorías segundo cuatrimestre:
DesdeHastaDíaHora inicialHora finalTipo de tutoríaMedio o canal de comunicación
Todo el cuatrimestre Lunes 10:30 12:00 Virtual Correo electrónico
Todo el cuatrimestre Martes 10:30 12:00 Virtual Correo electrónico
Todo el cuatrimestre Miércoles 10:30 12:00 Virtual Correo electrónico
Todo el cuatrimestre Jueves 10:30 12:00 Virtual Correo electrónico
Observaciones:

Las tutorías se solicitan mediante un mensaje de correo electrónico y se llevan a cabo por los medios telemáticos que se acuerden: correo electrónico, teleconferencia, aula virtual, ...

7. Metodología no presencial

La asignatura se desarrolla a través del Campus Virtual de la ULL, haciendo uso de las diversas herramientas que posibilita dicho medio, combinando actividades formativas sincrónicas (conexión en tiempo real profesor-estudiante) y de carácter interactivo con otras asíncronas.

Las actividades formativas que se desarrollan son las siguientes:

Actividades formativas no presenciales

Actividades formativas
Sesiones virtuales/clases en línea del profesor/a (Equivalencia con GD: Clases teóricas)
Resolución de ejercicios y problemas (Equivalencia con GD: Clases prácticas. Preparación de trabajos)

Comentarios adicionales

9. Sistema de evaluación y calificación no presencial

Las pruebas evaluativas a realizar y su ponderación en la calificación es la siguiente:

Estrategia Evaluativa

Tipo de prueba Ponderación
Informes/Memorias/Trabajos/Proyectos individuales o grupales 50,00 %
Entrega de ejercicios por tema 50,00 %
Total 100,0 %

Comentarios adicionales

En caso de que no se pueda realizar el examen final de manera presencial, se sustituirá por un trabajo individual, cuyo peso para la nota final será el mismo que el del examen.
Fecha de última modificación: 24-07-2020
Fecha de aprobación: 24-07-2020