Цель данной книги - последовательное изложение исследований физических процессов в каналах сильного тока с использованием широкого арсенала средств современной теоретической физики. Подход, основанный на анализе физической природы равновесия пинчевых систем, позволил описать самосогласованным образом огромное многообразие явлений, присущих мощным электрическим разрядам. В книге обобщаются и суммируются результаты работ автора по исследованиям пинч-эффекта на протяжении последних 25 лет.

Настоящий сборник составлен из работ, представленных на конкурсе молодых ученых ИЯФ по секции физики плазмы, который проходил 25 апреля 2000 года.

В монографии последовательно изложена теория магнитных конфигураций для долговременного удержания горячей плазмы, оптимальных в смысле минимизации неоклассических потерь заряженных продуктов термоядерной реакции и вторичных плазменных токов и максимизации параметра «бета» по равновесию при сохранении «токамачного» уровня удержания плазмы. Обсуждается классификация оптимальных ловушек по различной «глубине» симметрии (обычная, квазисимметрия, псевдосимметрия) и двум топологическим типам этих симметрии (тороидальная и полоидальная). Используются формулировки, одинаково применимые ко всем типам ловушек: открытым и замкнутым, с вращательным преобразованием и без него, с током и без тока. Приведены примеры конкретных ловушек в ретроспективе, позволяющие наглядно проследить развитие термоядерных исследований в соответствии с предложенной классификацией. Книга адресована студентам старших курсов, аспирантам, преподавателям, инженерам, научным работникам в области физики плазмы и управляемого термоядерного синтеза, широкому кругу специалистов в смежных областях.

На современном уровне рассмотрен широкий круг проблем физики газового разряда: элементарные процессы, взаимодействие постоянного и переменного 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.

Книга посвящена основам физики плазмы, устоявшимся представлениям и результатам. Плазменно-волновые явления рассматриваются исходя из явного кинетического описания. В тексте приводятся необходимые дополнительные сведения из гидродинамики и кинетической теории. Для специалистов, студентов старших курсов и аспирантов, обратившихся к изучению предмета.

В книге впервые дано систематическое изложение кинетической теории неидеального газа и неидеальной плазмы. Основное внимание уделено изложению новых результатов. Традиционный материал изложен лишь в той мере, в какой это необходимо для создания полной картины кинетических процессов в неидеальных системах. Большое внимание уделено, в частности, кинетической теории крупномасштабных флуктуации — флуктуации с временами корреляции порядка или больше времени свободного пробега и с длинами корреляции порядка или больше длины свободного пробега. Учет крупномасштабных флуктуации необходим, например, при построении кинетических уравнений для плотных газов и плазмы и при описании турбулентной плазмы. Книга состоит из трех частей: I. Кинетическая теория (классическая,) неидеального газа. II. Кинетическая теория (классическая) неидеальной полностью ионизованной плазмы. III. Квантовые кинетические уравнения для неидеального газа и неидеальной плазмы. Последняя глава книги посвящена кинетической теории химически реагирующих газов и частично ионизованной плазмы.

Книга избранных трудов А. А. Иванова составлена из его оригинальных работ. Основную ее часть составляют статьи по физике плазмы, различным неустойчивостям в плазме, пучкам электронов в плазме, а также по квазилинейной релаксации и высокочастотным электромагнитным полям. Часть работ посвящена неравновесной плазме, плазменно-пучковому разряду (ППР) в химически активной плазме, плазме в скрещенных электрических и магнитных полях, плазменной центрифуге и разделению изотопов. В сборник включены исследования по электронно-циклотронному разряду, ионным источникам, плазменным двигателям, а также по неустойчивости течений в магнитной гидродинамике. Эти труды во многом определили развитие нескольких направлений физики и технологии. Работы А. А. Иванова отличаются ясностью изложения и могут составить фундаментальную базу для современных исследований и технологических разработок. Для специалистов в области физики плазмы.

В книге систематически изложены физические основы строения спектров многозарядных ионов, элементарных радиационных и столкновительных процессов с их участием, формирования возбужденных состояний ионов в высокотемпературной лабораторной и астрофизической плазме. Рассмотрены современные методы спектроскопической диагностики плазмы в рентгеновском диапазоне.Для научных работников в области физики высокотемпературной лабораторной и астрофизической плазмы, а также для аспирантов и студентов физических специальностей вузов.

Изложены основы современной физики плазмы. Охвачен широкий диапазон условий, в том числе слабо- и сильноионизованная плазма, плазма при отсутствии магнитного поля и при существенном его влиянии. Наряду с подробным количественным анализом процессов, определяющих поведение плазмы, дано качественное обсуждение физической картины этих процессов.Книга предназначена для студентов, аспирантов, инженеров и научных работников, интересующихся физикой плазмы и ее приложениями.

Рассмотрен современный уровень развития техники, исследований и применений на ПФ в развивающихся странах Азии, Африки и Латинской Америки. Представлена сводка имеющихся установок ПФ. Приведены результаты исследований работы ПФ: генерация электронных и ионных пучков, нейтронов, МРИ и ЖРИ, разряда в ПФ. Показаны примеры применения ПФ в обработке материалов, рентгенографии, нейтронографии, генерации короткоживущих изотопов, медицине. Книга рассчитана на специалистов в области электрофизики, физики плазмы и ядерной физики.

В книге «Теория турбулентной плазмы» систематически излагаются основные физические представления о турбулентности плазмы и методах ее списания. Особое внимание уделяется проблемам спектров стационарной турбулентности и неустойчивостям, приводящим к возбуждению турбулентности. В книге рассмотрен широкий круг вопросов, связанных с турбулентным нагревом, стохастическим ускорением, спектрами быстрых частиц, ускоренных турбулентными пульсациями, прохождением электромагнитных волн через турбулентную плазму, излучением и низкочастотными электромагнитными свойствами турбулентной плазмы.

Монография посвящена изучению плазменных явлений в магнитосфере Земли, околоземном и межпланетном космическом пространстве. Рассмотрен широкий круг вопросов, связанных с линейной теорией электромагнитных возмущений, взаимодействием волн и частиц, а также некоторые нелинейные процессы. Изучены механизмы плазменных неустойчивостей в магнитосфере и межпланетной среде. Проведен анализ их роли в динамике околоземной плазмы. Исследованы механизмы ускорения заряженных частиц в межпланетном пространстве, переходном слое и магнитосфере Земли. Проводится обсуждение данных наблюдений и их сравнение с теоретическими результатами. Рассчитана на научных работников, аспирантов и студентов, специализирующихся в области геофизики, космической физики, астрономии и физики плазмы.

В настоящем учебнике излагаются физические основы нанотехнологий. Книга cocтoит из трех относительно самостоятельных частей. Первая часть посвящена рассмотрению физических явлений и описывающих их законов и положений, относящихся к плазменному состоянию вещества. Также изучается еще один раздел, имеющий принципиальное значение для создания нанотехнологий, — область физики, связанная с конденсированным состоянием вещества в наномасштабных областях пространства. Имеются в виду наноструктуры как таковые, а также входящие в состав макрообразцов, прежде всего у поверхности твердых тел. Основополагающие идеи, относящиеся к физике микро- и наномира материальных тел, находящихся в твердом и жидком состояниях, нашли отражение во второй части учебника. В третьей части излагаются новые теоретические и экспериментальные методы исследования многоэлектронных систем. В написании учебника широко использовался материал обзорных статей, опубликованных в журнале «Успехи физических наук». Книга предназначена для студентов старших курсов, обучающихся по направлениям, готовящим инженерно-технических работников промышленных производств, а также научных сотрудников для научно-исследовательских организаций. Она может использоваться и для других специальностей естественно-научного и технического направления обучения в вузах, где читаются курсы, связанные с физическими явлениями материального мира нано- и микромасштабов; будет также полезна преподавателям соответствующих дисциплин и всем, кто увлекается физикой и интересуется ее современным состоянием.

В книге, написанной физиками-теоретиками ГДР, внесшими важный вклад в разработку статистической теории систем заряженных частиц, рассматриваются общие вопросы статистической механики и термодинамики электронно-ионных систем, а также конкретные приложения к низкотемпературной неидеальной плазме и к плазме в полупроводниках. Книга рассчитана на специалистов в области физики плазмы, физики твердого тела, квантовой статистики, а также на аспирантов и студентов старших курсов, специализирующихся в данной области.

Описана иерархия «газовых» моделей классической неплотной плазмы. В рамках этих моделей рассматриваются основные плазменные системы и их практическая реализация: равновесные конфигурации, линейные и ударные волны, стационарные течения, элементы плазмохимии и принципы плазменных лазеров. Дано описание ряда космических объектов: планетарных вихрей, магнитосферы Земли, Солнца. В конце книги описаны прикладные плазмодинамические системы. Книга адресована студентам старших курсов, аспирантам, инженерам и научным сотрудникам, работающим в данной области.

Настоящая книга не представляет собой систематического обзора литературы, посвященной экспериментальным исследованиям плазмы. Более того, в книге представлены далеко не все экспериментальные направления. Круг вопросов, который затронут в ней, скорее следует назвать физической диагностикой плазмы. Данную работу можно рассматривать как дополнение к известной книге Л. А. Арцимовича "Управляемые термоядерные реакции" (1961).При изложении автор не стремился к полноте описания большинства известных экспериментальных работ; основное внимание сосредоточено на обосновании того или иного метода исследования. С этой целью в ряд глав введен сравнительно подробный теоретический анализ, который, однако, не может претендовать на полноту изложения.Приведенные расчеты помогут инженеру и физику-экспериментатору в выборе средств для измерения параметров плазмы в конкретных условиях опыта.Использованный в книге материал в основном исчерпывается работами, выполненными до конца 1961 г. Материал, изложенный в некоторых главах, не является до конца апробированным и предлагается вниманию читателя в дискуссионном порядке.

Книга представляет собой современный, но уже хорошо зарекомендовавший себя учебник по основам физики высокотемпературной плазмы и управляемого термоядерного синтеза. Затронуты все базовые разделы физики плазмы, знание которых необходимо для успешной работы в области термоядерных исследований как экспериментатору, так и теоретику. Рассмотрение проведено всеми используемыми в физике плазмы средствами — на языке движения отдельных частиц, при помощи аппарата магнитной гидродинамики и кинетической теории. Значительная часть книги посвящена особенностям поведения плазмы в установках токамак, включая вопросы равновесия плазмы в магнитном поле, и описанию типичных для плазмы токамака неустойчивых мод и способов неиндукционного нагрева плазмы, что выгодно отличает данную книгу от имеющихся аналогов. Также описаны альтернативные системы магнитного удержания плазмы и принципы инерционного удержания; кратко изложена история мировых термоядерных исследований. Для студентов, аспирантов, преподавателей вузов и научных работников, специализирующихся в физике высокотемпературной плазмы.

Рассматриваются пробой газов лазерным излучением и эффекты распространения плазменных фронтов. Изложена теория развития электронной лавины под действием оптического и сверхвысокочастотного излучения. Формулируется подход к задаче о поддержании плазмы в электромагнитных полях. Рассмотрены генераторы плотной плазмы - плазмотроны. Говорится о явлениях "световой детонации", о "горении" светового луча, о взаимодействии луча и плазмы. Рассматриваются многие фундаментальные вопросы физики взаимодействия ионизованного газа с электромагнитным полем.Книга рассчитана на научных и инженерно-технических работников, студентов старших курсов и аспирантов соответствующих специальностей.

Книга содержит расширенное изложение курса «Основы физики плазмы» и рекомендована УМО по классическому университетскому образованию РФ в качестве учебного пособия для студентов вузов, обучающихся по направлению 011200 — Физика и по специальности 010701 — Физика. Основное внимание уделяется движению частиц в электромагнитном поле и кинетике плазмы, включающей теорию кулоновских столкновений, тормозного и рекомбинационного излучений, а также ряда других элементарных процессов; детально излагается теория двухжидкостной и одножидкостной магнитной гидродинамики. Уровень изложения рассчитан на студентов, изучивших курсы электродинамики и молекулярной физики и знакомых с основами квантовой механики и статистической физики. Учебное пособие содержит около 200 задач с подробными решениями. Для студентов, аспирантов, преподавателей вузов, практикующих специалистов и научных работников, специализирующихся в физике и технике плазмы.

В книге излагаются основы интерпретации динамических явлений в солнечной атмосфере. Приводятся в сжатой и обобщающей форме результаты наблюдений и даны основные идеи теоретических представлений. Рассматривается теория солнечной конвекции в магнитном поле, теория нагрева верхних слоев хромосферы и короны. Впервые в литературе подробно обсуждаются модели магнитной структуры верхних слоев Солнца, учитывающие образование спикул, протуберанцев, корональных дыр. Дано описание процессов, происходящих в сложном явлении хромосферных вспышек, излагаются теоретические модели этого явления. Обсуждается теория спорадического радиоизлучения Солнца.

Монография посвящена классической кинетической теории процессов переноса в многокомпонентной плазме. Рассматриваются методы получения уравнений переноса и выражений для коэффициентов переноса в неизотермической многосортной плазме, находящейся во внешних электрическом и магнитном полях. В книге систематически применяется известный в кинетической теории метод моментов Грэда, который обобщается на случаи многотемпературной многокомпонентной плазмы, а также молекулярного газа. Демонстрируется ряд преимуществ применения этого метода по сравнению с часто используемым методом Чепмена-Энскога. Показана возможность выхода за пределы обычно используемого приближения 13 моментов, что обеспечивает необходимую точность расчета коэффициентов переноса. Приведены примеры практического использования полученных результатов: электропроводность и эффект Холла в МГД-генераторах, диффузия плазмы поперек сильного магнитного поля, неоклассический перенос частиц и тепла в тороидальных системах магнитного удержания плазмы. Для специалистов, работающих в области практических применений низкотемпературной газоразрядной плазмы, высокоионизованной плазмы установок термоядерного синтеза, а также исследований ионосферной плазмы. Структура и содержание книги позволяют использовать ее и в качестве пособия при изучении физики плазмы студентами старших курсов и аспирантами соответствующих специальностей.

Книга посвящена физическим свойствам вещества при экстремально высоких давлениях и температурах, которые удается получить в лабораторных условиях в результате кумуляции кинетической либо электромагнитной энергии. Рассмотрены также экстремальные процессы в космосе, происходящие под действием гравитации и термоядерного энерговыделения. В основу книги положены лекции, прочитанные автором в Московском физико-техническом институте, а также обзорные и приглашенные доклады на научных конференциях и симпозиумах. Для широкого круга ученых, аспирантов и студентов естественно-научных специальностей.

В книге изложены вопросы магнитной газодинамики применительно к термической плазме дугового разряда. Сделаны общие выводы относительно закономерностей, свойственных термической плазме. Приведены теоретические исследования поведения электрической дуги при взаимодействии ее с потоком газов и магнитным полем.Книга предназначена для инженерно-технических работников, специализирующихся в области применения дугового разряда.

Излагается последовательная теория распространения электромагнитных волн в плазме. В первых параграфах рассматривается плазма как материальная среда не только с частотной, но и пространственной дисперсией, обсуждаются общие вопросы линейной электродинамики сред с пространственной дисперсией, а также различные модели, используемые для описания бесстолкновительной плазмы, и области их применимости. Последовательно рассматриваются столкновения частиц в полностью ионизованой и слабоионизованной плазме. Подробно обсуждается модель, описываемая с помощью кинетического уравнения. На основе этой модели рассматривается диэлектрическая проницательность изотропной и однородной плазмы при отсутствии внешних полей.Центральное место в книге занимает исследование распространения волн в плазме. Рассматриваются волны в однородной и изотропной плазме в отсутствие внешних полей, затем волны в однородной магнитоактивной плазме (холодной и горячей). Обсуждается устойчивость однородной анизотропной плазмы.Последние параграфы книги посвящены весьма актуальным вопросам: волнам в неоднородной и неравновесной плазме и устойчивости магнитного удержания плазмы.

Книга посвящена изложению результатов теоретических исследований в быстро развивающемся научном направлении, находящемся на стыке двух областей: физики плазмы и физики сильноточных пучков заряженных частиц. Это первая монография по теории заряженной плазмы, обладающей большими собственными полями. Автор последовательно применяет два теоретических подхода для описания бесстолкновительной плазмы: кинетический и гидродинамический, сопоставляя их друг с другом. Транспортировка и устойчивость сильноточных электронных пучков, методы коллективного ускорения частиц, использование интенсивных пучков для генерации колебаний СВЧ и для нагрева плазмы - вот основной, но не полный перечень охваченных проблем.Книга будет полезна физикам, занимающимся исследованием плазмы и сильноточных пучков. Строгость и доступность применяемого в ней математического аппарата, а также хорошо продуманный в методическом отношении план изложения делают ее ценным справочным и учебным пособием для студентов старших курсов, аспирантов, преподавателей и научных сотрудников.

Рассматриваются результаты исследований импульсных объемных разрядов высокого давления, поддерживаемых пучком электронов, и их применение в системах инжекционной электроники (газовых лазерах, лавинных и искровых коммутаторах, прерывателях). Приведены данные об ионизации газов быстрыми электронами, о контракции и энергетических характеристиках объемных разрадов. Значительная часть материала посвящена лазерам на СО2 и на галогенидах благородных газов.Книга предназначена для специалистов по физике газового разряда, лазерам и импульсной электронике, а также студентов и аспирантов соответствующих специальностей.

Излагается последовательная теория распространения электромагнитных волн в плазме. Рассматривается плазма как материальная среда не только с частотной, но и пространственной дисперсией, обсуждаются общие вопросы линейной электродинамики сред с пространственной дисперсией, а также различные модели, используемые для описания бесстолкновительной плазмы, и области их применимости. Учитываются столкновения частиц в полностью ионизованной и слабоионизованной плазме. Подробно обсуждается модель, описываемая с помощью кинетического уравнения. На основе этой модели рассчитывается диэлектрическая проницаемость изотропной и анизотропной плазмы при отсутствии внешних полей. Освещен также вопрос о поведении плазмы во внешнем электрическом поле. Центральное место в книге занимает исследование распространения волн в плазме. Рассматриваются волны в однородной и изотропной плазме в отсутствие внешних полей, затем волны в однородной магнитоактивной плазме (холодной и горячей). Обсуждается устойчивость однородной анизотропной плазмы. Последние параграфы книги посвящены весьма актуальным вопросам — волнам в неоднородной и неравновесной плазме и устойчивости магнитного удержания плазмы. Книга рекомендуется широкому кругу физиков — студентам, преподавателям, научным работникам.

В сборнике статей представлен цикл экспериментальных и теоретических работ по исследованию неравновесной плазмы, возникающей в результате воздействия интенсивного лазерного излучения на газообразные среды и твердые тела. Описаны методы регистрации параметров плазмы и ее временной динамики, приведены результаты экспериментов и теоретического моделирования. Предназначен для научных сотрудников, инженеров, аспирантов и студентов старших курсов, специализирующихся в области лазерной физики.

В книге изложены основные понятия кинетики частиц в плазме и их применение к выводу основных уравнений плазмы при различных условиях. В основном рассматриваются вопросы поведения газообразной плазмы, однако некоторые положения в равной степени относятся к плазме жидкого или твердого тела. Материал книги изложен доступно, но не является элементарным. Книга рекомендуется для широкого круга специалистов - как теоретиков, так и экспериментаторов - и как учебник по кинетике плазмы для аспирантов и студентов старших курсов, специализирующихся в различных областях физики плазмы. Книга содержит 85 рисунков, 15 таблиц, 335 библиографических наименований.

Сборник содержит оригинальные теоретические и экспериментальные работы по различным разделам физики плазмы, таким как физика газового разряда, сильноточная электроника, диагностика и применение плазмы и др.Предназначен для студентов и аспирантов физических специальностей, а также для специалистов по физике плазмы.