2019年研究生课程思政示范课

教学大纲

本课程共30学时,分为以下九章:

第一章 等离子体的基本性质(4学时)

了解:

1. 概述

2. 等离子体的定义

3. 等离子体的温度

4. 等离子体的浓度及其电离度

5. 等离子体的德拜屏蔽

6. 等离子体的静电振荡

掌握:

1. 等离子体的基本概念和术语;

2. 等离子体的粒子密度、温度、电离度、德拜长度、等离子体鞘等基本概念。

重点与难点:

重点掌握等离子体是物质第四态,其基本定义和性质,与普通物质相比,等离子体有什么优异性?了解其基本特征,为后面等离子体应用打下基础。

第二章 等离子体的形成(8学时)

了解:

1. 概述

2. 汤生放电理论和帕型定理

3. 直流辉光放电

4. 射频放电

5. 螺旋波,微波等离子体放电

6. 介质阻挡放电

掌握:

1. 直流、射频、微波及介质阻挡放电的基本原理和条件;

2. 汤生放电理论和帕型定律

重点与难点:

着重理解不同的激励源(直流,射频,微波)等产生等离子体的条件。区分在不同条件下产生等离子体的特点,密度,温度参数的差异。对工业加工的应用前景。

第三章 微电子刻蚀加工薄膜沉积(6学时)

了解:

等离子体刻蚀和材料表面改性的基本应用。

1. 刻蚀参数

2. 等离子体干法刻蚀

3. 等离子体刻蚀反应器

4. 干法刻蚀的应用

5. 刻蚀技术的发展历程

6. 等离子体材料表面改性技术

7. 等离子体沉积薄膜材料及其应用

以下内容为简单介绍,小组讨论:

8. 等离子体显示

9. 等离子体切割

10 等离子体微纳米加工技术

11 等离子体环保

12 等离子体武器

13 等离子体喷涂

掌握:

1. 等离子体微电子刻蚀加工技术的基本原理及其装置

2. 等离子体刻蚀工艺参数及其应用

3. 等离子体医用材料表面改性技术及其研究应用进展

4. 等离子体薄膜材料沉积技术与应用进展

第四章托卡马克磁场实验设计和磁约束聚变等离子体(6学时)

了解:

核聚变的有关术语,如核能释放,热核聚变反应,劳逊条件和点火条件等,等离子体约束的几种类型,仿星器的原理。

1. 特定电流产生的磁场

2. 磁镜位形

掌握:

1. 和核聚变有关的基本概念,包括:质量亏损,质能关系,质能守恒,原子核结合能,裂变和聚变等。

2. 热核聚变反应的条件,包括:库仑势垒,轻核聚变反应,高温要求等。

3. 与高温等离子体相关的基础知识,包括:等离子体基本概念,等离子体的描述方法,带电粒子在电磁场中的各种漂移。

4. 惯性约束和磁约束的区别、优势和局限。

5. 托卡马克位形的形成过程

6. 磁场位形结构的稳定性

7. 偏滤器位形

8. 等离子体边缘特性

9. 刮离区和等离子体鞘特性

10. 杂质物理

重点与难点:

1. 重点理解聚变反应率和功率密度,辐射能量损失,劳逊条件和点火条件;难点是理解各种辐射能量损失的机制及其和等离子体参数的关系。

2. 重点是掌握磁场位形结构的稳定性;难点是理解偏滤器位形的形成和对等离子体约束的优势。

作业:

对象:博士和硕士研究生 结果形式:聚变等离子体辐射能量损失形式及其与等离子体参数的关系 类型:平时作业

第五章 磁约束等离子体的加热和诊断(6学时)

了解:

1. 中性粒子束的产生

2. 主要辅助加热功率比较

3. 等离子体诊断的必要性

4. 聚变装置上的各种诊断方法

掌握:

1. 电流的感应驱动及其限制

2. 高能中性粒子与本底等离子体的相互作用

3. 离子回旋频段波加热

4. 电子回旋频段波加热

5. 低混杂频段波加热

6. 等离子体的几种经典诊断方法

7. 磁场的常用诊断方法

8. 静电探针的原理

9. 等离子体光谱学诊断的原理和方法

重点与难点:

1. 重点主要辅助加热手段的机制和方法。难点是理解非感应电流驱动的概念及各种非感应电流驱动方式。

2. 重点理解聚变等离子体诊断的主要方法,针对物理问题可以做进一步分析。

作业:

1.对象:博士硕士研究生 结果形式:聚变等离子体电子温度(或电子密度)的诊断原理和方法、 类型:平时作业。