〇講義タイトル：　基礎宇宙物理学II. 電磁流体力学

〇講義番号：　3305

〇担当教官：　柴田一成

〇連絡先：　宇宙物理学教室４階　天文台分室，内線3893 shibata(at)kwasan.kyoto-u.ac.jp

〇対象回生：　3回生

〇講義時間：　前期，金曜日，第2時限

〇講義室：　 理学部6号館303号室

○授業の到達目標及びテーマ：
　宇宙の通常の物質（バリオン）の99％はプラズマ状態にあり，プラズマ物理学，とりわけ，プラズマのマクロな振る舞いを
　記述する電磁流体力学の理解が，宇宙の理解にとって本質的に重要である。プラズマ物理学と流体力学を含む
　電磁流体力学の基礎と，その宇宙物理学への応用（個々の知識ではなく，考え方）を理解させ，身につけさせることを目標とする。 

○授業の概要：本講義では，プラズマのミクロな粒子的振る舞いの解説から始め，マクロな状態を記述する
　流体力学方程式の導出，電磁場とカップルした電磁流体力学の基礎方程式の導出を，適用範囲に留意しつつ行なう。
　さらに，電磁流体方程式からただちに導かれるAlfvenの凍結定理，電磁流体波，衝撃波，爆発など，宇宙の活動現象の
　理解にとって基礎となる物理過程を概説する。 

○授業計画：次の内容について進捗状況によりそれぞれ１〜２回ずつ講義をする。
　１．天体活動現象とは　２．プラズマの基本的性質（デバイ遮蔽，平均自由行路，プラズマ振動）
　３．磁場中の荷電粒子の運動（ラーモア半径，ドリフト）　４．流体力学方程式　（質量保存，運動量保存，エネルギー保存，の各方程式）
　５．電磁流体力学の基礎方程式（MHD近似，MHD方程式）　６．磁場の性質（凍結定理，マクスウェル応力，磁気エネルギー）
　７．電磁流体波（音波，アルフベン波，MHD波）　８．衝撃波（音波衝撃波，MHD衝撃波）　９．爆発（セドフ解スケーリングの
　近似的導出，超新星残骸への応用）　１０．天体風，宇宙ジェット，フレア（太陽風，ベルヌーイの定理，磁気リコネクション） 

○テキスト：特に使用しない

○参考書・参考資料等：柴田，福江，松元，嶺重編「活動する宇宙」裳華房，
　加藤正二「天体物理学基礎理論」ごとう書房

○学生に対する評価：レポートを課し，その内容により行う。

〇連絡事項：
　関連URL
　http://www.kwasan.kyoto-u.ac.jp/~shibata/

〇関連ある講義：　基礎宇宙物理学I, 連続体力学

〇修得しておくことが望ましい基礎知識、講義：　力学、電磁気学、統計熱力学、振動波動