Изложена физика газового разряда, основа физики плазмы мощных газовых лазеров. Авторы - крупнейшие специалисты США по физике плазмы и квантовой радиофизике. Для специалистов в области физики плазмы и квантовой радиофизики. Может быть использована студентами и аспирантами физических, химических и инженерно-физических вузов.

Настоящая книга представляет собой юбилейное издание избранных трудов, посвященное пятидесятилетию Института физики полупроводников им. А. В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук. Представлены результаты основных достижений Института в области, физики полупроводников и диэлектриков, физики конденсированных сред, физики и технологии низкоразмерных систем для опто-, нано- и акустоэлектроники, фотоники, сенсорики, квантовой электроники, спинтроники, лазерной физики и квантовой информатики. На основе полученных результатов реализованы приборные разработки матричных фотоприемников инфракрасного диапазона для устройств ночного видения и тепловидения, электронно-оптических преобразователей, СВЧ-транзисторов, одноэлектронных транзисторов и однофотонных излучателей, наносенсоров. Представленные обзоры научных исследований только частично отражают историю развития Института, демонстрируя приоритетные направления развития полупроводниковой электроники на современном этапе. Книга представляет интерес для специалистов в области физики полупроводников, физики конденсированного состояния, физики и технологии низкоразмерных систем, а также тех, кто интересуется историей развития российской науки.

В настоящей монографии изложены математические модели макроскопической электродинамики. Рассматриваются уравнения Максвелла для электромагнитных полей в однородных, неоднородных и анизотропных средах, в диспергирующих, движущихся и сверхпроводящих средах, в киральных, биизотропных и композитных материалах. Построены базисные монохроматические электромагнитные поля в декартовых, цилиндрических и сферических координатах, распространяющиеся в обычных и композитных средах. Разработаны модели классических и неклассических граничных условий на поверхностях раздела сред и на тонких экранах. Получены решения модельных задач электродинамики. Книга предназначена для научных работников, аспирантов и студентов математических и физических специальностей.

В монографии рассматривается одно из активно развиваемых в настоящее время направлений плазменной эмиссионной электроники, связанное с так называемыми форвакуумными плазменными источниками электронов. Отличительной особенностью этих устройств является возможность эффективной генерации стационарных и импульсных электронных пучков в ранее недоступной области повышенных давлений форвакуумного диапазона (1-100 Ра). Представленный в книге материал основан на результатах реализации научных проектов, поддержанных более чем 10 грантами РФФИ. Для разработчиков источников электронов, а также специалистов, использующих электронные пучки для решения фундаментальных и прикладных задач.

В настоящей книге представлена копия докторской диссертации автора, защищенной в 1966 году в Томском политехническом институте. В этой диссертации описаны первые эксперименты, которые привели к открытию взрывной электронной эмиссии с катода. Дано описание явления интенсивной эмиссии электронов из тройных точек металл-диэлектрик-вакуум. Дано описание открытого автором явления многоэлектронного инициирования разряда в газах высокого давления, которое позднее было использовано для накачки мощных газовых лазеров. Одним из важнейших итогов этих исследований является также создание новых направлений в технической физике - сильноточной электроники и импульсной электрофизики. В рамках этих направлений созданы генераторы мощных наносекундных импульсов электрической энергии, предложены новые устройства, активные элементы импульсных генераторов (коммутаторы, обострители, вентили и т. д.) на основе новых явлений, открытых автором при создании вакуумных, газоразрядных и магнитных приборов. Хотя ряд исследований этой диссертации был опубликован в статьях и книгах автора, многие разделы актуальны до сих пор. Книга будет полезна тем, кто занимается проблемами физики плазмы, газового и вакуумного разрядов, ускорительной техникой, техникой высоких напряжений, лазерной техникой, СВЧ-электроникой большой мощности и т. д.

Монография является систематическим изложением созданной авторами модели тепловой эрозии поверхности при воздействии мощных пучков заряженных частиц и концентрированных потоков плазмы на твердое тело, которое сопровождается фазовыми превращениями первого рода и интенсивной эмиссией атомов с его поверхности. Представлены данные о свойствах этого процесса, полученные на примере металлов, в зависимости от параметров импульсных и остросфокусированных сканирующих пучков заряженных частиц, коллективное действие которых создает эффект нелинейного роста скорости эрозии с увеличением плотности тока. Исследованы закономерности усиления эмиссии атомов с поверхности жидкофазных мишеней магнетронных распылительных систем. Разработаны методики расчета интенсивности удаления вещества с облучаемой поверхности и определения оптимальных параметров технологической обработки материалов, основанной на использовании мощных пучков заряженных частиц. Книга рассчитана на специалистов в области радиационной физики твердого тела, воздействия мощных импульсных пучков заряженных частиц на вещество и плазменной обработки материалов.

Спектроскопическая проблема столкновительного контура спектральных линий при резонансном поглощении для колебательно-вращательных спектров газов излагается в книге как задача математической физики. Подробно рассмотрены два главных подхода, использующиеся при описании контура, - метод кинетических уравнений и метод резольвенты. Даны интерпретация членов в выражении для резольвенты Фано и их связь с асимптотическими случаями малых и больших смещенных частот. Обсуждается вопрос о правилах сумм для коэффициентов поглощения. Показано, что отказ от длинноволнового приближения для центров масс молекул приводит к появлению "длинных" траекторий, выводящих молекулу из элементарного объема, и, следовательно, к нарушению локального термодинамического равновесия в крыльях линий. Большое внимание уделено математически точным формулировкам, что, несомненно, способствует более глубокому пониманию физических процессов. Книга будет полезна специалистам в области спектроскопии, атмосферной оптики, астрономии, физики межмолекулярных взаимодействий.

В монографии рассмотрены вопросы ускорительной техники и физики сильноточных электронных пучков применительно к проблеме получения сверхмощного когерентного электромагнитного излучения. Описаны принципы построения релятивистских СВЧ-генераторов. Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований многоволновых генераторов с уровнем мощности более 10 ГВт.Книга адресуется специалистам в области радиоэлектроники, ускорительной техники, релятивистской высокочастотной электроники, физики плазмы.

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.

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.

В книге подробно рассмотрены физические процессы в вакуумной дуге на различных фазах ее развития. Анализ этих процессов позволяет наметить пути наиболее рационального выбора материалов вакуумных коммутационных элементов и их конструкции в зависимости от требуемых параметров и условий работы.В первой главе подробно рассмотрены вопросы, связанные с электрической прочностью вакуумного промежутка в статическом и динамическом режиме. Вторая глава посвящена рассмотрению процессов, определяющих протекание тока через замкнутые контакты. В третьей главе изложены основные экспериментальные и теоретические результаты, полученные при изучении катодных и анодных явлений в вакуумной дуге. Наконец, четвертая глава посвящена процессам тепло- и массопереноса при коммутации электрического тока в вакууме.

Книга является сборником избранных трудов Международной конференции "ТУРБУЛЕНТНОСТЬ, ДИНАМИКА АТМОСФЕРЫ И КЛИМАТА", посвященной памяти академика А. М. Обухова (1918-1989). Конференция была посвящена одному из самых актуальных направлений в науках о Земле, а именно - исследованиям в области физики атмосферы, климата и окружающей среды, и проходила в г. Москве с 13-го по 16-ое мая 2013 г. Организаторами конференции выступили Институт физики атмосферы им. А. М. Обухова РАН, Отделение наук о Земле РАН, HAAB/ В соответствии с программой Конференции книга делится на 6 секций: "Турбулентность", "Геофизическая гидродинамика", "динамика атмосферы и климатической системы", "Физика и состав атмосферы", "Взаимодействие атмосферы и океана", "Распространение волн", Статьи, написанные на основе пленарных докладов, сделанных ведущими российскими учеными, в их числе прямыми учениками А. М. Обухова, как правило, открывают каждую секцию книги. Книга дает прекрасное представление о современном состоянии науки об атмосфере и тенденциях ее развития. Она будет полезна широкому кругу читателей: специалистам, работающим в данной области знания, аспирантам и студентам, изучающим науки о Земле.

В сборнике представлены статьи, относящиеся к исследованиям газовых компонентов, аэрозольного и ионного состава атмосферы, содержится информация об исследованиях флуктуаций излучения облачных полей в видимом и ИК диапазонах спектра. Ряд статей посвящен методам оптического анализа и спектрорадиометрическим средствам исследования природных и искусственных сред. Приведены результаты по распознаванию оптического состояния сред в изменчивых метеорологических условиях.

Освещены экспериментальные и теоретические исследования процессов, происходящих в атмосфере, а также методы и аппаратура для натурных и лабораторных исследований оптико-физических характеристик атмосферы, жидких сред и элементов подстилающей поверхности. Содержится информация о тонкой (до десятков минут дуги) пространственной структуре флуктуаций полей излучения облачности в спектральном интервале 0,4-15 мкм, об озоне, аэрозоле и динамике атмосферы над океаном и сущей. Сборник адресован специалистам по физике атмосферы, геофизическому приборостроению и метеорологии.

Книга содержит общие представления о физике и статистической химии полимеров. В первой части "Введение в физику полимеров" приведены основные данные о физических свойствах полимеров, а также о физических принципах современных экспериментальных методов по измерению этих свойств. Во второй части "Введение в статистическую химию полимеров" изложены принципы статистического описакния химической структуры полимеров и методы ее расчета для основных процессов синтеза высокомолекулярных соединений. Для студентов и аспирантов физических и химических специальностей, изучающих полимеры, а также для научных работников и инженеров-исследователей, разрабатывающих полимерные материалы.

Важнейшая прикладная проблема физики плазмы - исследование распространения радиоволн в ионосфере Земли. Книга известного американского исследователя К. Дэвиса посвящена теории распространения радиоволн в магнитоактивной плазме и использованию радиоволн для всестороннего исследования ионосферы. Достоинства ее - сочетание математической строгости с четкостью и ясностью изложения. Каждая глава снабжена большим перечнем вопросов и задач, помогающих более углубленно изучить предмет. Книга может служить хорошим учебником для приступающих к изучению проблемы распространения радиоволн в ионосфере. В то же время она представляет большой интерес для инженеров, занимающихся разработкой и эксплуатацией аппаратуры для исследования ионосферы и проблем дальней космической связи.

В монографии показан процесс становления квантовой электроники от ее истоков (зарождение основополагающих понятий, представлений и идей) до создания первых образцов мазеров и лазеров. Книга является первым исследованием в данной области как в нашей стране, так и за рубежом. Это не просто экскурс в историю науки, но и осмысливание развития как квантовой электроники в целом, таки отдельных понятий и явлений, лежащих в ее основе. Монография рассчитана на научных и инженерно-технических работников, а также на аспирантов и студентов старших курсов.

Учебное пособие посвящено аналитическим и приближенным методам описания различных разделов механики сплошных сред. Общий подход к решению задач состоит в том, что зная ответ для данной физической задачи интуитивно или из экспериментальных данных, развить математический метод получения данного ответа, формулируя уравнения для описания физического процесса на основе более общих физических законов или по аналогии с предыдущими, уже решенными, проблемами. Рассмотрены солитонные решения при волновом движении в газах и жидкостях, дан простой анализ сценария возникновения турбулентного течения через удвоение периодов вихрей. Приведены структуры фронта ударных волн и волн разрежения, явления опрокидывания волн, разобрано течение через пористые среды. Анализируется самоорганизация в гидродинамической среде. Большое внимание уделяется распространению звука в жидкости, в двухфазных средах, в подводном канале океана, а также рассеянию звука на малых объектах. Для студентов старших курсов, аспирантов, преподавателей физических и инженерно-физических факультетов, специализирующихся в области механики сплошных сред.

The paper studies the formation of strain-induced roughness on an initially flat surface of materials with a modified surface layer in tension. The dynamic boundary value problem of mechanics is solved numerically by the finite difference method for plane strain. The curvilinear surface layer substrate interface is specified explicitly in the calculations. The mechanical response of the steel substrate and surface layer is described by elastoplastic models with isotropic hardening and elastic-brittle fracture models, respectively. The surface roughness shape and amplitude are found to depend on the thickness of both elastic and high-strength plastic layers with sinusoidal geometry of the hardened layer-substrate interface.

Пособие посвящено теории взаимодействия электромагнитного излучения с классическими и квантовыми системами: гармоническим осциллятором, осциллятором Морзе, двухуровневой системой, атомом, отрицательным ионом и металлической наночастицей в диэлектрической матрице. Основное внимание уделено особенностям взаимодействия ультракоротких электромагнитных импульсов с веществом, таким как зависимость вероятности фотопроцесса от длительности импульса, от его формы и фазовых параметров (фазы несущей частоты по отношению к огибающей импульса, чирпа частоты). Анализ проведен как в рамках теории возмущений, так и с помощью численного решения оптических уравнений Блоха. Предназначено для студентов 3-6 курсов и аспирантов, специализирующихся в области физической и квантовой оптики, атомной физики, лазерной физики, квантовой электроники, оптоэлектроники и смежных дисциплин.