Излагаются основные понятия физики плазмы и простейшие инженерные расчеты. Подробно рассматриваются термодинамические свойства плазмы; равновесная и стационарная ионизация; адиабатическое и дрейфовое движение заряженных частиц; элементарная гидродинамическая теория распространения волн в холодной и горячей плазме; простейшие вопросы физической кинетики и ее применения к плазме. Книга рассчитана на студентов физических и технических специальностей и инженеров, имеющих дело с многообразными приложениями физики плазмы.

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».

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.

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 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 Т. 2 существенно расширяется область приложения идей и методов, развитых в T. I. Второй том состоит из двух частей. В 4.1 на примере явления «затухание Ландау» показано, что из-за нечеткого описания перехода от обратимых уравнений механики частиц к необратимым уравнениям статистической теории остается нерешенным ряд принципиальных вопросов теории плазмы. Их решение становится возможным, благодаря конструктивном}' учету структуры «сплошной среды». При этом возникает обобщенное кинетическое уравнение, на основе которого проводится единое описание кинетических и гидродинамических процессов. Подзаголовок «Миф о бесстолкновительной плазме» подчеркивает существенное изменение в физическом представлении неравновесных процессов в плазме. Во второй части методы физики открытых систем используются для описания термодинамики и кинетики фазового перехода второго рода на примере простейшей модели сегнетоэлектрического и антисегнетоэлектрического переходов типа смещения. Те же методы используются и для описания перехода через критическую точку в системе Ван дер Ваальса. Благодаря согласованности термодинамического предельного перехода и перехода в критическую точку удается избежать «проблемы бесконечности» . Все термодинамические и флуктуационные характеристики имеют конечные значения при всех температурах в области перехода от симметричной фазы к несимметричной. Проводится сопоставление теоретических результатов с экспериментальными данными.

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 представляет собой введение в физику слабо ионизованной плазмы, сочетающее микроскопический и макроскопический подходы. Предназначена для студентов старших курсов физических и физико-технических факультетов, а также для научных работников, занимающихся динамикой высокотемпературного газа, физикой плазмы, проблемой МГД-преобразования энергии.

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 с единой точки зрения рассмотрены основы волновых явлений в приземной плазме (ионосфера, магнитосфера) и в плазме космического пространства (солнечная корона, межпланетная и межзвёздная среда и др.) Наряду с изложением классических вопросов кинетики, электродинамики и вопросов распространения волн в плазме большое внимание уделено приложениям геофизического и астрофизического характера, а также обсуждению методов экспериментального исследования околоземного и космического пространства. Для специалистов, проводящих исследования в области радиофизики, астрофизики, геофизики верхней атмосферы и изучения космического пространства, а также для студентов и аспирантов физических, физико-технических специальностей вузов.

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 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 книге систематизированно излагается теория неустойчивостей однородной плазмы. Неустойчивости однородной плазмы вызываются наличием в ней пучков заряженных частиц, протеканием по плазме электрического тока, анизотропией скоростного распределения частиц и некоторыми другими более сложными факторами, характеризующими термодинамическую неравновесность плазмы.Представления о плазменных неусточивостях широко используются в самых различных областях физики, таких как физика термоядерной плазмы, плазменная электроника, физика ударных волн, радиофизика, физика сильноточных ускорителей, геофизика, космическая физика, физика твердого тела и др.Книга полезна специалистам по физике плазмы, а также тем, кто интересуется проблемами современной физики, в том числе студентам старших курсов, аспирантам, предподавателям вузов и специалистам, работающим в смежных областях физики.

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.

Книга посвящена теории коллективных электромагнитных колебаний однородной плазмы. С единой точки зрения излагается теория как высокочастотных, так и низкочастотных колебаний плазмы и даются основные принципиальные приложения этой теории. Рассмотрены колебания как малой, так и конечной амплитуды. Книга начинается с изложения общих методов описания плазмы. Далее рассматриваются низкочастотные магнитогидродинамические волны и магнитогидродинамические разрывы и излагается теория эволюционности магинтогидродинамических ударных волн.Затем изучаются высокочастотные колебания плазмы как в отсутствие, так и при наличии внешнего магнитного поля, причем рассматривается как равновесная, так и неравновесная плазма. Изложена теория различного типа неустойчивостей неравновесной однородной плазмы и даны общие критерии неустойчивости плазмы. Подробно исследованы нелинейные волны в бесстолкновительной плазме и изложены квазилинейная теория плазмы и теория плазменной турбулентности.Значительная часть книги посвящены теории флуктуаций и связанных с ними процессов рассеяния и трансформации волн и рассеяния частиц в плазме.

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, 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.

Монография посвящена решению актуальных проблем создания аппаратурно-технологических и аппаратурно-физических комплексов применительно к задачам электронного приборостроения, оптимизации аппаратурного обеспечения плазменных технологических процессов в современном вакуумном приборостроении. Возбуждение химически активных сред рассматривается с учетом энерго-и массообмена (неравновесная плазма). Предложены методы использования высокочастотных полей с особыми частотно-спектральными свойствами для создания однородных и пространственно развитых плазменных объемов. Большое внимание уделено созданию современных высокоэффективных генераторов низкотемпературной плазмы - плазмотронов : Е-типа и Н-типа, гибридных генераторов, а также многоканальных пространственно распределенных генераторов, позволяющих реализовать различные технологические операции. Особое внимание уделяется природоохранным аспектам использования техногенных устройств, какими являются высокочастотные и сверхвысокочастотные плазмотроны. Рассмотрены вопросы элементно-аппаратурного обеспечения электротехнологических процессов с использованием как полупроводниковых активных элементов, так и мощных вакуумных приборов высокочастотного диапазона. Книга может представлять интерес для широкого круга технологов и конструкторов, работающих в области электронного приборостроения.