Математика	Физика	Химия	Биология	Техника и технологии
	Физика газового разряда-Райзер Ю. П
Райзер Ю. П. Физика газового разряда: Учеб. руководство.— М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987.— 592 с., ил. На современном уровне рассмотрен широкий круг проблем физики газового разряда: элементарные процессы, взаимодействие постоянного и переменных электрических полей с электронами плазмы, разряды всевозможных типов и др. Цель руководства — разъяснить сущность явлений, облегчить изучение специальной литературы, дать необходимые сведения для исследовательской работы, для чего приводится много фактических и справочных данных, формулы доведены до расчетного вида и т. д. Для студентов и аспирантов физических специальностей вузов, научно-технических работников в области газовой электроники и физики плазмы. Табл. 39. Ил. 297. Библиогр. 163 назв. Рецензенты: кафедра физики плазмы Ленинградского политехнического института; доктор физико-математических наук А. В. Елецкий ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие............................ 8 Некоторые обозначения, сокращения, принятые единицы........ 10 Глава 1. Введение........................ 11 $ 1. Что изучает физика газового разряда............. И § 2. Типичные разряды в постоянном электрическом поле...... 13 § 3. Классификация разрядных процессов............. 16 § 4. Коротко об истории исследования разрядов.......... 19 ЧАСТЬ 1. ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ПРОЦЕССЫ И ЭЛЕМЕНТЫ РАЗРЯДНЫХ ПРОЦЕССОВ............................. 22 Глава 2. Упругие столкновения электронов и ионов с атомами, молекулами и друг с другом................... 22 § 1. Основные понятия физики атомных столкновений и кинетической теории газов........................ 22 § 2. Сечения рассеяния электронов нейтральными атомами и молекулами ........................... 28 § 3. Потери импульса и энергии электронов........... 31 § 4. Упругое рассеяние по классической механике........ 34 § 5. Обмен импульсом и энергией в общем случае упругого рассеяния 40 § 6. Столкновения ионов с нейтральными частицами....... 44 § 7. Резонансная перезарядка.................. 48 § 8. Кулоновские столкновения заряженных частиц........ 51 § 9. Экранирование зарядов в плазме и дебаевский радиус .... 54 § 10. Столкновения заряженных частиц (продолжение)...... 56 I л а в а 3. Неупругие столкновения электронов с атомами и молекулами 59 § 1. Ионизация......................... 59 § 2. Возбуждение и дезактивация электронных состояний...... 64 § 3. Возбуждение молекулярных колебаний............ 70 § 4. Возбуждение вращений молекул............... 74 § 5. Диссоциация молекул.................... 75 § 6. Замечания о возбуждении и ионизации ионами........ 76 I лава 4. Дрейф, энергия и диффузия заряженных частиц в постоянном поле.......................... 77 $ 1. Дрейф электронов в слабоионизированном газе........ 77 § 2. Проводимость ионизированного газа............. 82 § 3. Энергия электронов .................... 83 § 4. Связь между коэффициентом диффузии, подвижностью и средней энергией электронов .................... 89 § 5. Продольная и поперечная диффузия электронов....... 94 $ 6. Ионы........................... 96 § 7. Амбиполярная диффузия.................. 103 § 8. Протекание электрического тока в плазме в присутствии продольных градиентов плотности зарядов ............ 106 § 9. Движение зарядов в газе в присутствии магнитного поля .... 108 § 10. Гидродинамическое описание движения заряженных частиц в газе 111 Глава 5. Образование и гибель заряженных частиц в газе...... 113 § 1. Различные механизмы и их роль в условиях газового разряда . . 113 § 2. Ионизация электронным ударом в электрическом поле..... 117 • § 3. Фотоионизация...................... 126 § 4. Ионизация при столкновении возбужденного атома с атомом или молекулой......................... 127 § 5. Термодинамически равновесная плотность электронов..... 130 § 6. Рекомбинация электронов и положительных ионов...... 131 § 7. Образование молекулярных ионов в атомарных газах..... 140 § 8. Прилипание электронов к атомам и молекулам........ 142 § 9. Освобождение электронов из отрицательных ионов...... \|51 § 10. Рекомбинация положительных и отрицательных ионов .... 154 § 11. Диффузионные потери зарядов............... 157 Глава 6. Испускание электронов твердыми телами......... 159 § 1. Электроны проводимости в металле.............. 159 §2. Термоэлектронная эмиссия.................. 162 §3. Эмиссия электронов под действием частиц.......... 165 §4. Эффективный коэффициент вторичной эмиссии в разряде .... 169 § 5. Вырывание электронов из тела сильным электрическим полем . . 173 §6. Элементарный ток в цепи, содержащей разрядный промежуток 177 Глава 7. Взаимодействие электронов ионизированного газа с переменными электрическими полями и излучениями..... 179 § 1. Колебания электронов в осциллирующем поле........ 179 § 2. Энергия электронов .................... 181 § 3. Основные уравнения электродинамики сплошных сред .... 185 § 4. Высокочастотные проводимость и диэлектрическая проницаемость плазмы.......................... 189 § 5. Электромагнитные волны.................. 191 § 6. Распространение электромагнитных волн в плазме...... 192 § 7. Полное отражение электромагнитной волны от плазмы .... 195 § 8. Плазменные колебания и волны............... 197 § 9. Обмен квантами между полем излучения и свободными электронами в газе........................ 199 §10. Полуклассический способ нахождения квантовых коэффициентов 203 §11. Фактические границы применимости классического подхода к эффектам взаимодействия ................... 206 Глава 8. Термодинамические и транспортные свойства равновесной плазмы......................... 208 § 1. Химический и ионизационный состав............. 208 §2. Термодинамические функции................. 212 § 3. Электропроводность..................... 215 § 4. Теплопроводность...................... 216 § 5. Диффузия и вязкость.................... 221 Глава 9. Излучение и поглощение света плазмой.......... 221 § 1. Типы радиационных переходов............... 22J § 2. Тормозное излучение при столкновениях электронов с ионами 224 § 3. Рекомбинационное излучение................ 225 § 4. Полное испускание в непрерывном спектре.......... 228 § 5. Поглощение в непрерывном спектре............. 230 § 6. Излучение спектральных линий............... 23% § 7. Селективное поглощение.................. 237' 4 § 8. Молекулярные спектры.................. 239 & 9. Перенос излучения, выход его из плазменного объема, лучистые потери........................... 242 § 10. Принцип действия лазера.................. 248 ЧАСТЬ I! ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ РАЗРЯДНОЙ ПЛАЗМЫ . . 251 I" л а в я 10. Кинетическое уравнение для электронов в слабоионизированном газе, находящемся в поле.............. 251 § 1. Описание электронных процессов при помощи функции распределения по скоростям..................... 251 § 2. Формулировка кинетического уравнения........... 252 .S3. Приближение для угловой зависимости функции распределения 257 $ 4. Уравнение для энергетического спектра электронов...... 259 § 5. Критерии справедливости уравнения для спектра....... 264 § 6. Сравнение некоторых выводов, вытекающих из кинетического уравнения, с результатами элементарной теории ........ 266 § 7. Стационарный спектр электронов в поле при действии одних упругих потерь......................... 268 §8. Численные расчеты для азота и воздуха............ 271 § 9 Квантовое уравнение для электронного спектра и переход к классике ............................ 274 Глава П. Электрические зонды.................. 277 § 1. Введение и схема эксперимента ............... 277 § 2. Вольт-амперная характеристика одиночного зонда....... 278 § 3. Теоретические основы диагностики разреженной плазмы по электронному току........................ 280 § 4. Техника измерения функции распределения.......... 284 § 5. Ионный ток на зонд в разреженной плазме.......... 286 § 6. Ток в вакуумном диоде и слой пространственного заряда около заряженного тела....................... 288 § 7. Двойной зонд........................ 292 § 8. Зонд в плазме повышенного давления............. 295 Глава 12. Бесконтактные методы диагностики плазмы....... 300 § 1. Спектроскопические методы определения температуры..... 300 § 2. Спектроскопические измерения электронной плотности..... 305 § 3. Отклонения от термодинамического равновесия, вызванные выходом излучения из прозрачной плазмы............. 307 §4. СВЧ диагностика...................... 311 § 5. Рефракционные, интерференционные и лазерные методы .... 313 § 6. Определение плотности электронов из измерений тока и напряжения ........................... 314 ЧАСТЬ 111. РАЗРЯДЫ РАЗНЫХ ТИПОВ.................... 316 Г л а в а 13. Пробой газов в полях различных частотных диапазонов . . 316 § 1. Сущность явления..................... 316 § 2. Пробой и зажигание самостоятельного разряда в постоянном однородном поле при не слишком больших произведениях давления на длину промежутка...................... 318 § 3. Эксперименты по пробою в СВЧ полях............ 327 § 4. Интерпретация результатов экспериментов по СВЧ пробою на основе элементарной теории ................. 330 § 5. Вычисление частот ионизации и порогов пробоя на основе кинетического уравнения...................... 334 § 6. Оптический пробой..................... 340 § 7. Способы возбуждения высокочастотного поля в разрядном объеме 348 § 8. Ппобой к полях высокочастотного и низкочастотного диапазонов 349 Глава 14. Тлеющий разряд.......,............ 355 § 1. Общая структура и внешний вид.............. 355 § 2. Вольт-амперная характеристика разряда между электродами . . 360 § 3. Темный разряд и роль пространственных зарядов в образовании катодного слоя....................... 362 § 4. Катодный слой...................... 366 § 5. Переходная область между катодным слоем и положительным столбом.......................... 376 § 6. Положительный столб................... 378 § 7. Нагрев газа и влияние его на ВАХ............. 383 § 8. Плазма электроотрицательных газов............. 386 § 9. Разряд в быстром потоке газа................ 390 § 10. Анодный слой........................ 392 §11. Неустойчивости однородного разряда............ 393 § 12. Ионизационно-перегревный и другие механизмы неустойчивостей 399 § 13. Контракция положительного столба............. 402 § 14. Страты.......................... 407 Глава 15. Дуговые разряды.................... 414 § 1. Определение и отличительные признаки дуги......... 414 § 2. Виды дуг......................... 415 § 3. Зажигание дуги...................... 417 § 4. Угольная дуга в свободном воздухе............. 418 § 5. Прикатодные процессы в дуге с горячим катодом....... 420 § 6. Катодные пятна и вакуумная дуга.............. 426 § 7. Анодная область..................... 432 § 8. Дуга низкого давления с искусственным накалом катода . . . 435 § 9. Положительный столб дуги высокого давления (экспериментальные факты)......................... 438 § 10. Температура плазмы и ВАХ столба дуги высокого давления . . 441 § 11. Отрыв электронной и газовой температур в равновесной плазме 448 Глава 16. Поддержание и генерация равновесной плазмы в разрядах различных частотных диапазонов............ 451 § 1. Введение. Баланс энергии плазмы.............. 451 § 2. Столб дуги в постоянном поле................ 453 § 3. Высокочастотный индукционный разряд........... 454 § 4. Сверхвысокочастотные разряды............... 462 § 5. Непрерывный оптический разряд.............. 468 § 6. Генераторы плотной низкотемпературной плазмы — плазмотроны 476 § 7. Разряд в потоке газа.................... 480 Глава 17. Искровой и коронный разряды............. 486 § 1. Общие представления................... 486 § 2. Одиночная электронная лавина ............... 490 § 3. Понятие о стримере.................... 496 § 4. Пробой и стример в электроотрицательных газах (воздухе) в не чрезмерно длинных промежутках с однородным полем..... 500 § 5. Искровой канал...................... 503 § 6. Коронный разряд..................... 505 § 7. Модели распространения стримера............. 512 § 8. Пробой длинных воздушных промежутков с сильно неоднородным полем (эксперимент).................. 516 § 9. Лидерный механизм пробоя длинных промежутков...... 519 § 10. Молния.................."......... 523 § 11. Отрицательный ступенчатый лидер............. 528 Глава 18. Высокочастотный емкостной разряд........... 530 § 1. Дрейфовые качания электронного газа............ 530 § 2. Идеализированная модель протекания быстропеременного тока через длинный плоский промежуток при повышенных давлениях 533 6 S 3 ВАХ однородного положительного столба.......... 537 S 4! Эксперимент — о двух формах существования ВЧЕ разрядов и ' постоянном положительном потенциале пространства..... 539 § 5. Электрические процессы в непроводящем приэлектродном слое и механизм замыкания тока.................. 547 $ 6 Постоянный положительный потенциал плазмы слаботочного раз- ' ряда............................ 551 § 7. Сильноточный режим.................... ом § 8. Некоторые новейшие результаты и очередные вопросы..... 559 Глава 19. Разряды в мощных С02-лазерах непрерывного действия . . . 560 § 1. Принцип работы электроразрядного лазера на СО2....... 560 § 2. Два типа лазеров, различающихся способом теплоотвода .... 563 § 3. Способы борьбы с неустойчивостями............. 566 §4. Пути организации разряда в больших объемах с протоком газа . . 569 Дополнение. Принцип работы магнитогидродинамического генератора ...................... 575 Приложение. Некоторые константы, формулы, соотношения между единицами, часто встречающиеся и часто употребляемые в физике газового разряда ......... 577 Список литературы ......................... 582 Предметный указатель ....................... 588 Цена: 500руб.
Назад	Заказ	На главную страницу