Physique 2 2002 Réponse

Quelques Aspects de la Physique des Plasmas

CNC Physique 2 TSI 2002

Un plasma est un gaz ionisé composé d’atomes ou molécules neutres, d’ions positifs et d’électrons. On rencontre de tels milieux dans plusieurs domaines tels que par exemple :

  • au laboratoire, le projet de fusion thermonucléaire contrôlée utilise un plasma dont la température atteindrait, s’il est suffisamment confiné, les quelques millions de kelvin nécessaires pour déclencher la fusion nucléaire ;

  • dans la vie quotidienne, les tubes fluorescents et certaines lampes d’éclairage utilisent des décharges électriques dans un gaz qui se trouve alors partiellement ionisé ;

  • on estime enfin que 99 % de la matière de l’Univers est sous forme de plasma (nuages interstellaires, …)

La composition d’un plasma est caractérisée par les densités, ou nombre de particules par unité de volume, des différentes espèces : na pour les espèces neutres, ni pour les ions et ne pour les électrons. Le plasma est globalement neutre.

Tout au long du problème, on assimilera les propriétés électromagnétiques du plasma à celles du vide caractérisées par une permittivité électrique ε0  et une perméabilité magnétique μ0. Les électrons seront supposés non relativistes et on négligera leur poids devant les autres forces mises en jeu.

Cette épreuve comporte cinq parties largement indépendantes entre elles.

1. Réponse d’un plasma à un champ électromagnétique

1.1. Préliminaires

1.2. Pulsation plasma

1.3. Conductivité électrique

2. Autoconfinement d’une colonne de plasma

3. Effet d’écran dans un plasma

3.1. Loi de Boltzmann

3.2. Longueur de Debye

4. Effet d’écran dans un plasma

4.1. Relations générales

4.2. Conditions de propagation

4.3. Onde longitudinale

5. Effets collectifs dans un plasma – Plasmons

5.1. Préliminaire

5.2. Oscillations longitudinales d’une colonne de plasma

5.3. Plasmon

Énoncé

Corrigé

Voir également :

Laisser un commentaire

Choisissez une méthode de connexion pour poster votre commentaire:

Logo WordPress.com

Vous commentez à l'aide de votre compte WordPress.com. Déconnexion / Changer )

Image Twitter

Vous commentez à l'aide de votre compte Twitter. Déconnexion / Changer )

Photo Facebook

Vous commentez à l'aide de votre compte Facebook. Déconnexion / Changer )

Photo Google+

Vous commentez à l'aide de votre compte Google+. Déconnexion / Changer )

Connexion à %s