Монография посвящена одному из актуальных направлений современной физики газового разряда - исследованию неравновесной плазмы тлеющего разряда в условиях глубокого охлаждения (криогенного разряда). Изложены результаты исследований криогенного разряда с добавлением твердых частиц микронного размера различных веществ (пылевых частиц). Изучение криогенного разряда имеет большое значение для развития фундаментальных исследований физики низкотемпературной плазмы, для расширения практического применения ее достижений в плазмохимии и приборах квантовой электроники. В монографии изложены результаты исследований, проведенных в отделе плазмы ИВТАН-ОИВТРАН. Для специалистов в области физики низкотемпературной плазмы.

В книге систематически излагается современная физика тлеющих газовых разрядов (glows), то есть сравнительно слаботочных разрядов низкого и среднего давления с сильно-неравновесной плазмой. Так как наиболее неравновесной является электронная подсистема, то анализ разрядов (впервые в мировой литературе) основывается на электронной кинетике. Это позволяет дать самосогласованное описание основных процессов и параметров газоразрядной плазмы. Для разрядов постоянного тока построена последовательная кинетическая картина явлений в положительном столбе, прикатодной области, включающей фарадеево темное пространство, и прианодной области. Рассмотрены индукционный и емкостной высокочастотные разряды и показано, что адекватное описание многих явлений в них также невозможно без учета электронной кинетики. Учебное пособие предназначено для студентов и аспирантов, специализирующихся в области физики газовых разрядов и их технических применений.

В настоящей монографии впервые физика всех трех стадий вакуумного рязряда: пробоя, искры и дуги - изложена с единых позиций. В основе всех этих стадий лежат два фундаментальных процесса. Во-первых, это микроскопические взрывы на поверхности катода и взрывная эмиссия электронов, которая происходит в виде отдельных порций электронов, названных автором эктонами. Во-вторых, это взаимодействие плазмы, образуемой этими микровзрывами, с поверхностью катода. В результате этого взаимодействия возникают новые микровзрывы, что приводит к самоподдержанию разряда. Как правило, микроскопические взрывы происходят за счет джоулева разогрева, обусловленного большой плотностью тока в микрообъемах катода.Для физиков, изучающих электрические разряды, инженеров-электриков, занимающихся созданием вакуумного электрофизического оборудования, а также для студентов, изучающих электрофизику, электроэнергетику, технику высоких напряжений и сильноточную электронику.

Монография посвящена эктонам - эмиссионным центрам, образующимся на поверхности катода в результате разогрева и взрыва микрообъемов за счет большой удельной энергии в них. Если возникающий при этом ток будет выше некоторой предельной величины, то имеет место процесс самоподдержания эктонов.Монография состоит из трех частей. В первой рассматривается взрывная эмиссия электронов, изучение которой позволило подойти к пониманию сути эктонов, во второй - роль эктонов в электрических разрядах, главным образом в вакуумных и газовых. В третьей части показывается роль эктонов в электрофизических устройствах: импульсных ускорителях электронов, в импульсных источниках рентгеновских лучей, вакуумных разрядниках и т. д.Книга адресована специалистам в области физики низкотемпературной плазмы вакуумных и газовых разрядов, импульсной электроники и электрофизики.

Экспериментальные и теоретические работы посвящены исследованию различных элементарных процессов, протекающих при столкновении электронов с атомами и молекулами. Элементарные процессы, протекающие при упругом и неупругом взаимодействии атомных частиц, исследовались в режиме электронной пушки и в условиях газоразрядной плазмы. Расчетные методы применены для анализа кинетики элементарных процессов при заселении и разрушении отдельных уровней применительно к усиливающей среде. Рассмотрены процессы многоступенчатого столкновения составных частиц и квантовое трение. Вычислены эффективные сечения многократной ионизации атомов инертных газов и др. Приведено описание оригинальных установок: многоканальный анализатор для исследования оптических и электронных спектров; автоматизированная установка с пересекающимися атомным, электронным и лазерным пучками; блок-схема для изучения процессов двухэлектронного возбуждения атомов Hg и He. Для студентов старших курсов, аспирантов и научных работников, специализирующихся в области оптики и спектроскопии, физики плазмы и квантовой электроники.

Настоящий сборник составлен из научных докладов, представленных на III международном Крейнделевском семинаре «Плазменная эмиссионная электроника». В течение многих лет всестороннее изучение различных видов разрядов в газах, эмиссионных свойств газоразрядной плазмы, принципов извлечения электронов, ионов из плазмы, установление ряда общих закономерностей физической природы разрядов и плазменных процессов и явлений в полной мере определяют развитие техники плазменных источников электронов, ионов, их применений. Фундаментальные исследования в области плазменной эмиссионной электроники приобрели особое значение в связи с широким практическим выходом исследований на создание принципиально новых видов техники и технологии нового поколения на основе плазменных эмиттеров заряженных частиц, генераторов плазмы, электронных, ионных и плазменных технологий. Сборник полезен специалистам по газовым разрядам, плазменным источникам заряженных частиц, генераторам плазмы, электронным, ионным и плазменным технологиям, аспирантам и студентам-физикам.

На современном уровне рассмотрен широкий круг проблем физики газового разряда: элементарные атомные процессы, взаимодействие постоянного и переменных полей с электронами плазмы, разряды всевозможных типов, от тлеющего до молнии. Цель монографии — разъяснить сущность явлений, облегчить изучение специальной литературы, дать необходимые сведения для исследовательской работы. Для этого приводится много фактических и полезных справочных данных, результатов экспериментов, простых оценок физических величин, теоретические формулы доведены до расчетного вида. Новое издание существенно переработано по сравнению с предыдущими и дополнено по возможности более поздними результатами. Книга призвана послужить одновременно руководством для специалистов и учебником для начинающих. Для научно- технических работников в области газовой электроники и низкотемпературной плазмы, а также для студентов и аспирантов физических и технических специальностей.

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.

Монография посвящена одному из направлений современной физики газового разряда - исследованию неравновесной плазмы тлеющего разряда в условиях глубокого охлаждения (криогенного разряда). Изучение криогенного разряда имеет большое значение для развития фундаментальных исследований физики низкотемпературной плазмы, для расширения практического применения её достижений в плазмохимии и приборах квантовой электроники. В монографии изложены результаты исследований, проведенных в отделе плазмы ИВТАН. Для специалистов в области физики плазмы.

В этой книге автор попытался суммировать и обобщить результаты научных исследований и применений весьма разнообразной области физики низкотемпературной плазмы - взаимодействие с плазмой электронных пучков и как следствие этого взаимодействия - пучково-плазменный разряд. Обзор будет полезен как введение в эту область для студентов и аспирантов, специализирующихся по физике плазмы, а также для других специалистов в различных областях физики и техники.В книге использованы материалы работы, выполненные по гос. заданию ИРЭ РАН.

В монографии описан комплекс алгоритмических и аппаратурно-программных средств математического моделирования различных физических процессов и природных явлений. Особое внимание уделено задачам физики низко- и высокотемпературной плазмы, нанотехнологий (включая нанофотонику и наноматериалы) и биоинформатики. Отражены основные этапы процесса моделирования, включая разработку математических моделей и последовательных и параллельных методов, проверку их адекватности и реализацию на распределенных вычислительных системах. Монография рассчитана на специалистов в области математического моделирования, параллельных вычислительных технологий, распределенных вычислительных и GRID систем, а также параллельного программирования.

В форме задач представлены вопросы физики слабоионизованной плазмы. Рассмотрены элементарные процессы столкновения электронов с атомами и молекулами, атомных частиц друг с другом, а также процессы фотовозбуждения, фотоионизации и фоторекомбинации электрона на атомной частице. Исследованы свойства низкотемпературной плазмы и физическая кинетика многочастичных процессов, происходящих в ней. Книга рассчитана на студентов старших курсов физических и физико-технических факультетов, а также на научных работников и инженеров, которые имеют дело с системами, содержащими слабоионизованную плазму.

В книге рассматриваются излучательные свойства плазмы в СВЧ диапазоне и излагаются методы экспериментальных исследований СВЧ излучений плазмы. Выбранный круг вопросов непосредственно относится к задачам СВЧ радиометрической плазменной диагностики, занимающей важное место среди неконтактных методов зондирования. Рассматриваемые вопросы тесно связаны с исследованиями процессов генерации когерентных и некогерентных СВЧ колебаний. В теоретическом разделе книги обсуждаются основные модельные представления о физических процессах, определяющих СВЧ излучение плазмы, находящейся в равновесных и неравновесных условиях. Значительное внимание уделяется описанию экспериментальных методик исследований СВЧ излучений плазмы и вопросам интерпретации результатов измерений, что должно способствовать формированию у читателей основных представлений о методах экспериментальной СВЧ радиометрии. Книга может быть полезна радиофизикам и инженерам - радиотехникам, связанным с разработкой плазменных устройств и исследованиями плазмы, а также студентам радиофизических и радиотехнических специальностей.

Представлены материалы Всероссийской (с международным участием) конференции "Физика низкотемпературной плазмы) ФНТП-2014 в 2-х томах и Международной научной школы молодых ученых и специалистов "Плазменные технологии в исследовании и получении новых материалов", где отражены новые направления работ по физике низкотемпературной плазмы. Представляет интерес для специалистов, инженеров, молодых ученых и студентов в области физики низкотемпературной плазмы.

Представлены материалы Всероссийской (с международным участием) конференции "Физика низкотемпературной плазмы) ФНТП-2014 в 2-х томах и Международной научной школы молодых ученых и специалистов "Плазменные технологии в исследовании и получении новых материалов", где отражены новые направления работ по физике низкотемпературной плазмы. Представляет интерес для специалистов, инженеров, молодых ученых и студентов в области физики низкотемпературной плазмы.

В форме задач представлены вопросы физики слабоионизованного газа. Исследованы свойства слабоионизованной плазмы, связанные с образованием, уничтожением и движением заряженных частиц и колебаниями плазмы, а также электрические и магнитные свойства плазмы. Рассмотрен перенос излучения в слабоионизованном газе. Представлена физическая кинетика процессов, протекающих в слабоионизованной плазме и газе.Книга рассчитана на студентов старших курсов физических и физико-технических факультетов и аспирантов, специализирующихся в области плазмы.

В материалах конференции содержатся результаты оригинальных исследований, осуществленных в промежутке между данной и предыдущей (ФНТП-95) конференциями, ранее не публикававшиеся. Они представляют интерес для специалистов, работающих в области низкотемпературной плазмы, а также для студентов соответствующей профессиональной направленности.Материалы лекций школы молодых ученых содержат обзорный материал по актуальным направлениям работ в области физики низкотемпературной плазмы и наиболее важным достижениям в этой области. Они полезны для широкого круга преподавателей, аспирантов и студентов вузов, а также для преподавателей средних школ и технических колледжей.

В книге содержится обзор, анализ и обобщение результатов расчетно-экспериментальных исследований ударных волн в газе, а также ударно-волновой структуры сверхзвукового потока с оптическим пульсирующим разрядом. Особое внимание уделяется важной как в научном так и в практическом отношении задаче об относительной роли плазменных и тепловых механизмов воздействия на структуру ударно-волновых течений. Рассматриваются фундаментальные вопросы структурной неустойчивости ионизирующих ударных волн; на основе нетрадиционного подхода с учетом межчастичного энергообмена в неравновесной плазме выявлены возможные механизмы данного явления. Подробно решается задача о формировании квазистационарной ударно-волновой структуры в сверхзвуковом потоке с различной динамикой пульсирующей лазерной плазмы в режимах лазерной искры и светодетонационной волны. Книга предназначена научным и инженерно-техническим работникам, аспирантам, студентам, специализирующимся в области физики ударных волн и плазменной аэрогазодинамики.

В материалах конференции содержатся не публиковавшиеся ранее результаты оригинальных исследований, осуществленных после проведения конференции «ФНТП-2007», а также материалы обзорных докладов по данной проблеме. Они представляют интерес для специалистов, работающих в области низкотемпературной плазмы, а также для студентов вузов и аспирантов соответствующей профессиональной направленности.

Книга посвящена плазме высокой плотности, сжатой так сильно, что энергия межчастичного взаимодействия становится сопоставимой с кинетической энергией теплового движения. Большая часть вещества Вселенной находится именно в этом экзотическом состоянии. Рассматриваются методы генерации и диагностики неидеальной плазмы. Приведены результаты экспериментальных исследований термодинамических, переносных и оптических свойств. Особое внимание обращено на быстро развивающиеся новые направления физики неидеальной плазмы, такие как металлизация диэлектриков и диэлектризация металлов, однозарядная плазма, пылевая плазма и её кристаллизация. Для студентов, аспирантов и научных работников, занимающихся вопросами физики плазмы, плотных сред, статистической теорией многих частиц, вопросами плазменных технологий и явлениями в газовом разряде. Рекомендовано УМО РФ по образованию в области прикладных математики и физики в качестве учебного пособия для студентов вузов, обучающихся по направлениям «Прикладные математика и физика».

Исследование пылевой или комплексной плазмы — быстро развивающее направление современной физики, включающее в себя различные разделы физики неидеальной низкотемпературной плазмы. Пылевая плазма представляет собой ионизованный газ, содержащий заряженные мелкодисперсные частицы конденсированного вещества. Пылевая плазма широко распространена в природе и используется в ряде технологических процессов. Рассматривая различные типы пылевой плазмы, монография содержит детальное описание уникальных экспериментальных и теоретических результатов, полученных как в наземных экспериментах, так и в условиях микрогравитации. Ведущие в этой области специалисты обсуждают свойства газоразрядной, криогенной, замагниченной, ядерно-возбуждаемой пылевой плазмы, а также плазмы, возбуждаемой ультрафиолетовым излучением. Особое внимание уделено астрофизическим аспектам физики пылевой плазмы, численному моделированию ее свойств, междисциплинарным вопросам и возможным приложениям. Монография может быть полезна специалистам, аспирантам и студентам, занимающимся изучением физики низкотемпературной плазмы и газового разряда, исследованием процессов кристаллизации и плавления, разработкой материалов и покрытий с заданными свойствами, а также методов диагностики дисперсных сред.

Квантовая механика стала уже прикладной наукой, и, хотя она оперирует законами движения микрочастиц, эксперимент показывает, что ряд явлений привычного для нас макромира также подчиняется ее принципам. Авторы настоящей книги использовали в своих опытах металлические и плазменные проводники, а также металлические ударники (снаряды) для создания в них когерентных потоков электронов. Было установлено, что ряд известных электрических, тепловых и взрывных процессов, вызванных такими потоками, не удается объяснить с позиций классической механики, однако они согласуются с принципами квантовой механики, учитывающей волновую природу электрона. Опыт подтвердил, что «инженерное вмешательство» квантовой механики в создание когерентного электронного потока почти вдвое снижает температуру перехода металла в жидкость, инициирует неизвестный прежде выход энергии из металла. Следовательно, практическое применение полученных результатов позволит, например, значительно уменьшить затраты энергии на такие операции, как деформация металла или перевод его из твердого состояния в жидкое. Особое место занимает взрыв металла, к которому время от времени обращаются как военные, так и гражданские инженеры. Использованное авторами оборудование было настолько простым, что большинство представленных в книге опытов, кроме экспериментов с молнией, могут быть воспроизведены в любой лаборатории. Вместе с тем полученные результаты достаточно убедительны, чтобы стать основой научных знаний, объединенных названием «квантовая макроэлектроника». Книга адресована инженерам, студентам и аспирантам технических вузов, а также всем, кто интересуется проведением физических экспериментов.

В книге излагается общий подход к описанию распространения плазмы электрического пробоя газов на всех его стадиях, основанный на аналогии с процессами распространения фронтов горения и детонации. Дан анализ экспериментальных и теоретических исследований электрического пробоя, предложены физико-математические модели и исследованы основные механизмы пробоя. Для научных работников в области физики электрического разряда, электрофизики и техники высоких напряжений, аспирантов и студентов старших курсов. Ключевые слова: электрический пробой газа, электронная лавина, стример, лидер, обратный разряд, импульсная дуга, лавинно-стримерный переход, стримерно-лидерный переход, волна ионизации, детонация, дефлаграция.

Сборник содержит обзорные и оригинальные работы, выполненные за период с 1980 по 1983 г. Представлены результаты исследования электрической изоляции и разрядов в вакууме, сжатых газах, жидкостях и твердых диэлектрических материалах.Книга рассчитана на специалистов в области физики разрядов в диэлектриках, а также разработчиков мощных импульсных энергоустановок.

В книге рассматриваются рабочий процесс и устройство воздушных выключателей переменного тока высокого напряжения включая 400 кв. Изложены физические вопросы, составляющие основу теории аппарата и его принципа действия, т. е. процессы в отключаемой электрической цепи; законы газового электрического разряда, одной из форм которого является электрическая дуга; законы газовой динамики и т. д. Изучаются работа, устройство и особенности конструкций современных гасительных камер выключателей, в которых производится гашение мощной электрической дуги, а также выключателей в целом и их отдельных, главных узлов. Книга рассчитана на инженерно-технических работников, занимающихся производством, монтажом и эксплуатацией воздушных выключателей высокого напряжения.