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 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 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 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 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.

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.

Настоящая книга знакомит читателя с проблемами физической электроники, которые изложены в виде задач. В ней охватываются практически все разделы современной газовой электроники и некоторые разделы физики плазмы: катодная электроника, явления переноса, газовые разряды, сильно ионизованная плазма и другие. Решения многих задач доведены до чисел, что дает представление о порядках величин, встречающихся в эксперименте. Для студентов и аспирантов физических специальностей вузов, а также научно-технических работников в области газовой электроники и физики плазмы.

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 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.

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.

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.

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.

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 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.

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.

В книге рассмотрены физические процессы и принципы конструирования газоразрядных приборов с холодным катодом. Первая часть книги посвящена элементарным процессам в газе, явлениям на электродах, механизму зажигания, процессам в таунсендовском и тлеющем разрядах. Во второй части разбираются принципы работы и вопросы конструирования газоразрядных приборов с холодным катодом: стабилизаторов, тиратронов тлеющего разряда, декатронов и счетчиков частиц. Приведены основные характеристики и схемы включения этих приборов.Книга представляет интерес для специалистов, работающих в области физики газового разряда, конструирования и применения газоразрядных приборов, а также может быть использована в качестве учебного пособия для студентов и аспирантов, специализирующихся в области электровакуумных приборов.

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.

В монографии изложены современные физические представления о тлеющем разряде в молекулярных газах повышенного давления. Основное внимание уделено механизму протекания тока, плазмохимическим процессам и балансу энергии в разряде. Обсуждены возможности создания газоразрядных лазеров непрерывного действия. Книга рассчитана на специалистов — разработчиков газоразрядных устройств, а также студентов и аспирантов, изучающих проблемы создания технологических лазеров.

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.

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.

Дается обзор экспериментальных работ и теоретических разработок по диагностике характеристик и параметров низкотемпературной плазмы горения веществ. Эти исследования и разработки выполнены, в основном, при участии и под руководством профессора И. А. Тихомирова в Томском политехническом университете. Приводятся схемы экспериментальных установок и результаты, полученные при теоретических и экспериментальных исследованиях. Для научных работников в области диагностики низкотемпературной и может быть полезна для аспирантов и студентов старших курсов, интересующихся физикой плазмы.

Изложены результаты детального исследования взрывной электронной эмиссии (ВЭЭ) — явления, открытого автором с сотрудниками в 60-е годы прошлого века. Помимо описания ВЭЭ в книге подробно рассмотрены физические процессы, приводящие к ее инициированию при различных конфигурациях и материалах катодов: острийные и плоские катоды, «тройные точки», жидкометаллические катоды и т.д. Исследованы механизмы самоподдержания взрывоэмиссионных процессов. На основе экспериментально установленной цикличности процессов в катодном пятне вакуумного разряда введено понятие «эктона» как элементарной ячейки катодного пятна. Подробно рассмотрены плазменные процессы в вакуумном диоде, различные стадии ВЭЭ, изложены физические основы разработки и создания сильноточных импульсных электронных ускорителей. Важное достоинство предлагаемой монографии — физическое объяснение на основе простых моделей и компьютерного моделирования представленных экспериментальных результатов. Для специалистов в области исследования электрических разрядов и физики плазмы, инженеров-электриков, занимающихся созданием вакуумного электрофизического оборудования, студентов и аспирантов, изучающих электрофизику и сильноточную электронику.

Приведены результаты экспериментального и теоретического исследования высоковольтного наносекундного разряда в резко неоднородном электрическом поле, а также информация об излучательных характеристиках и основных параметрах плазмы разряда данного типа. Проведен сравнительный анализ условий формирования и свойств диффузных разрядов, в которых реализуется эффект убегания электронов, с объемными разрядами, которые широко используются для накачки газовых лазеров. Исследованы физические процессы на стадии пробоя при зажигании высоковольтного наносекундного разряда при генерации убегающих электронов. Показано, что формируются стримеры с большими (до единиц см) поперечными размерами, что существенно отличается от условий и характеристик классического стримерного пробоя с типичными поперечными размерами стримеров = 100 мкм. Это позволяет формировать диффузный разряд практически в любых газах и газовых смесях при повышенных давлениях - до единиц, а для некоторых газов до 10 атм без использования внешних систем предыонизации. Приведены условия и параметры генерации пучков УЭ в воздухе атмосферного давления, а также в других газах, в том числе при различных давлениях. Обсуждается механизм генерации УЭ в газах высокого давления при неоднородном электрическом поле и наносекундных импульсах напряжения. Исследованы излучательные свойства, а также проведены измерения спектральными методами основных параметров неравновесной низкотемпературной плазмы, формируемой в разрядах данного типа.Для специалистов по импульсным высоковольтным разрядам, а также студентов, аспирантов и преподавателей таких дисциплин, как газовый разряд и спектроскопия плазмы.