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Die Plasmaphysik ist eines der lebendigsten Forschungsgebiete der modernen Physik. Der Großteil des sichtbaren Universums liegt in der Form von Plasmen vor. Hier auf der Erde ist eines der ambitioniertesten Ziele die Energiegewinnung aus der kontrollierten Kernverschmelzung.
Robert Goldston und Paul Rutherford forschen beide am Plasma Physics Laboratory der Princeton University, einem der weltweit führenden Institute der Plasmaphysik.
In diesem Lehrbuch für Physik- und Ingenieurstudenten nach dem Vordiplom bereiten sie den Stoff didaktisch geschickt auf. Zahlreiche Übungsaufgaben dienen zur Lernkontrolle.

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1 Einführung in die Welt der Plasmen.- 1.1 Was ist ein Plasma?.- 1.2 Wie werden Plasmen hergestellt?.- 1.3 Wozu sind Plasmen gut?.- 1.4 Elektronen in einer Vakuumröhre.- 1.5 Die Bogenentladung.- 1.6 Die thermische Geschwindigkeitsverteilung in einem Plasma.- 1.7 Debye-Abschirmung.- 1.8 Materialproben in einem Plasma.- Ein-Teilchen-Bewegung.- 2 Die Bewegung von Teilchen in homogenen Feldern.- 2.1 Die Gyrationsbewegung.- 2.2 Homogenes B- und E-Feld: E ž B-Drift.- 2.3 Die Gravitationsdrift.- 3 Die Drift in inhomogenen Magnetfeldern.- 3.1 Die ?B-Drift.- 3.2 Die Krümmungsdrift.- 3.3 Statisches B-Feld; magnetisches Moment.- 3.4 Der Spiegeleffekt.- 3.5 Statische Felder: Energie und magnetisches Moment.- 3.6 Herleitung der Drift für den allgemeinen Fall .- 4 Die Teilchendrift in zeitabhängigen Feldern.- 4.1 Zeitabhängiges B-Feld.- 4.2 Adiabatische Kompression.- 4.3 Zeitabhängiges E-Feld.- 4.4 Adiabatische Invarianten.- 4.5 Eine zweite adiabatische Invariante: J-Erhaltung.- 4.6 Beweis der Erhaltung von J für statische Felder .- 5 Abbildungen.- 5.1 Verletzung der J-Erhaltung: Eine einfache Abbildung.- 5.2 Experimente mit Abbildungen.- 5.3 Das Skalieren von Abbildungen.- 5.4 Flächenerhaltung bei Hamiltonschen Abbildungen.- 5.5 Teilchenbahnen.- 5.6 Resonanz und Inseln.- 5.7 Der Übergang ins Chaotische.- Plasmen als Flüssigkeiten.- 6 Die Strömungsgleichungen eines Plasmas.- 6.1 Die Kontinuitätsgleichung.- 6.2 Die Impulsbilanz.- 6.3 Zustandsgleichungen.- 6.4 Zweiflüssigkeitstheorie.- 6.5 Die Leitfähigkeit eines Plasmas.- 7 Strömungsgleichungen vs. Führungszentrum.- 7.1 Die diamagnetische Drift.- 7.2 Drift der Flüssigkeit vs. Drift des Führungszentrums.- 7.3 Anisotroper Druck.- 7.4 Die diamagnetische Drift im inhomogenen B-Feld.- 7.5 Der Polarisationsstrom im Strömungsmodell.- 7.6 Der feldparallele Druck.- 8 Magnetohydrodynamik.- 8.1 Die Grundgleichungen der Magnetohydrodynamik.- 8.2 Die quasineutrale Näherung.- 8.3 Die Näherung kleiner Larmor-Radien.- 8.4 Die Näherung unendlicher Leitfähigkeit.- 8.5 Die Erhaltung des magnetischen Flusses.- 8.6 Die Energieerhaltung.- 8.7 Die magnetische Reynoldszahl.- 9 Das magnetohydrodynamische Gleichgewicht.- 9.1 Die magnetohydrodynamischen Gleichgewichtsbedingungen.- 9.2 Der magnetische Druck und ?.- 9.3 Der zylindrische Pinch.- 9.4 Kräftefreie Gleichgewichte: Der zylindrische Tokamak.- 9.5 Anisotroper Druck: Gleichgewichte in Spiegelfallen .- 9.6 Dissipation im Gleichgewicht.- Stoßprozesse in Plasmen.- 10 Teilweise und vollständig ionisierte Plasmen.- 10.1 Der Ionisationsgrad eines Plasmas.- 10.2 Streuquerschnitte, mittlere freie Weglängen und Stoßfrequenzen.- 10.3 Der Ionisationsgrad: Koronares Gleichgewicht.- 10.4 Das Eindringen neutraler Atome in ein Plasma.- 10.5 Das Eindringen neutraler Atome in ein Plasma, quantitative Untersuchung.- 10.6 Strahlung.- 10.7 Stöße mit geladenen und mit neutralen Teilchen.- 11 Stöße in vollständig ionisierten Plasmen.- 11.1 Coulomb-Stöße.- 11.2 Stoßfrequenzen von Elektronen und Ionen.- 11.3 Plasmaleitfähigkeit.- 11.4 Energietransfer.- 11.5 Bremsstrahlung .- 12 Diffusion in Plasmen.- 12.1 Diffusion als random walk.- 12.2 Wahrscheinlichkeitstheorie und random walk .- 12.3 Die Diffusionsgleichung.- 12.4 Diffusion in schwach ionisierten Gasen.- 12.5 Diffusion in vollständig ionisierten Plasmen.- 12.6 Die Diffusion durch Stöße.- 12.7 Diffusion als stochastische Bewegung .- 12.8 Die Diffusion der Energie (Wärmeleitung).- 13 Die Fokker-Planck-Gleichung für Coulomb-Stöße .- 13.1 Die allgemeine Form der Fokker-Planck-Gleichung.- 13.2 Die Fokker-Planck-Gleichung für Stöße von Elektronen und Ionen.- 13.3 Die Lorentz-Gas-Näherung.- 13.4 Plasmaleitfähigkeit in der Lorentz-Gas-Näherung.- 14 Stöße schneller Ionen in einem Plasma .- 14.1 Schnelle Ionen in Fusionsplasmen.- 14.2 Die Verlangsamung der Strahlionen durch Stöße mit Elektronen.- 14.3 Die Verlangsamung der Strahlionen durch Stöße mit Hintergrundionen.- 14.4 Die "kriti

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