Физика газового разряда

Предисловие к третьему изданию......Page 4
Предисловие к первому изданию......Page 6
1.1. Что изучает физика газового разряд......Page 8
1.2. Типичные разряды в постоянном электрическом поле......Page 9
1.3. Классификация разрядных процессов......Page 11
1.4. Коротко об истории исследования разрядов......Page 13
Часть I. ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ПРОЦЕССЫ И ЭЛЕМЕНТЫ РАЗРЯДНЫХ ПРОЦЕССОВ.......Page 16
2.1 Основные понятия физики атомных столкновений и кинетической теории газов......Page 17
2.2 Сечения рассеяния электронов нейтральными атомами и молекулами......Page 23
2.3 Потери импульса и энергии электронов......Page 26
2.4 Упругое рассеяние по классической механике......Page 30
2.5 Обмен импульсом и энергией в общем случае упругого рассеяния......Page 36
2.6. Столкновения ионов с нейтральными частицами......Page 41
2.7. Резонансная перезарядка......Page 45
2.8. Кулоновские столкновения заряженных частиц......Page 48
2.9 Экранирование зарядов в плазме и дебаевский радиус......Page 51
2.10 Столкновения заряженных частиц (продолжение)......Page 54
3.1 Ионизация......Page 58
3.2 Возбуждение и дезактивация электронных состояний......Page 63
3.3 Возбуждение молекулярных колебаний......Page 70
3.4. Возбуждение вращений молекул......Page 74
3.5. Диссоциация молекул......Page 75
3.6. Замечания о возбуждении и ионизации ионами......Page 76
4.1 Дрейф электронов в слабоионизованном газе......Page 78
4.2 Проводимость ионизованного газа......Page 82
4.3 Энергия электронов......Page 84
4.4. Диффузия электронов......Page 90
4.5. Ионы......Page 97
4.6.Амбиполярная диффузия......Page 104
4.7.Протекание электрического тока в плазме в присутствии продольных градиентов плотности зарядов......Page 106
4.8.Гидродинамическое описание электронов......Page 110
4.9. Движение зарядов в газе в присутствии магнитного п......Page 112
5.1. Различные механизмы и их роль в условиях газового разряда......Page 116
5.2. Ионизация электронным ударом в электрическом поле......Page 121
5.3. Фотоионизация......Page 131
5.4. Ионизация при столкновении возбужденного атома с атомом или молекулой......Page 132
5.5. Термодинамически равновесная плотность электронов......Page 136
5.6. Рекомбинация электронов и положительных ионов......Page 137
5.7. Образование молекулярных ионов в атомарных газах......Page 146
5.8. Прилипание электронов к атомам и молекуламв......Page 147
5.9. Освобождение электронов из отрицательных ионов......Page 158
5.10 Рекомбинация положительных и отрицательных ионов......Page 161
5.11 Диффузионные потери зарядов......Page 165
6.1 Электроны проводимости в металле......Page 168
6.2. Термоэлектронная эмиссия......Page 171
6.3. Эмиссия электронов под действием частиц......Page 174
6.4 Эффективный коэффициент вторичной эмиссии в разрядея......Page 179
6.5 Вырывание электронов из тела сильным электрическим полем......Page 182
6.6 Элементарный ток в цепи, содержащей разрядный промежуток......Page 185
7.1 Колебания электронов в осциллирующем поле......Page 188
7.2 Энергия электронов......Page 191
7.3 Основные уравнения электродинамики сплошных сред......Page 195
7.4 Высокочастотные проводимость и диэлектрическая проницаемость плазмы......Page 198
7.5. Распространение электромагнитных волн в плазме......Page 200
7.6 Полное отражение электромагнитной волны от плазмы......Page 204
7.7 Плазменные колебания и волны......Page 206
7.8 Обмен квантами между полем излучения и свободными электронами в газе......Page 208
7.9 Полуклассический способ нахождения квантовых коэффициентов......Page 212
7.10 Фактические границы применимости классического подхода к эффектам взаимодействия......Page 216
8.1. Типы радиационных переходов......Page 219
8.2. Тормозное излучение при столкновениях электронов с ионами......Page 220
8.3 Рекомбинационное излучение......Page 221
8.4 Полное испускание в непрерывном спектре......Page 224
8.5.Поглощение в непрерывном спектре......Page 226
8.6. Излучение спектральных линий......Page 231
8.7. Селективное поглощение......Page 236
8.8. Молекулярные спектры......Page 237
8.9. Перенос излучения, выход его из плазменного объема, радиационные потери......Page 239
8.10 ринцип действия лазера......Page 246
Часть II. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ РАЗРЯДНОЙ ПЛАЗМЫ......Page 249
9.1. Описание электронных процессов при помощи функции распределения по скоростям......Page 250
9.2. Формулировка кинетического уравнения......Page 251
9.3 Приближение для угловой зависимости функции распределения......Page 256
9.4 Уравнение для энергетического спектра электронов......Page 259
9.5 Критерии справедливости уравнения для спектраи......Page 265
9.6 Сравнение некоторых выводов, вытекающих из кинетического уравнения, с результатами элементарной теории......Page 267
9.7 Стационарный спектр электронов в поле при действии упругих потерь и влияние неупругих......Page 270
9.8. Численные расчеты для азота и воздуха......Page 274
9.9. Пространственно неоднородные поля произвольной силы......Page 278
9.10. Квантовое уравнение для электронного спектра и переход к классике......Page 281
10.1.Введение. Схема эксперимента......Page 284
10.2. Вольт-амперная характеристика одиночного зонда......Page 286
10.3. Теоретические основы диагностики разреженной плазмы по электронному току......Page 287
10.4. Техника измерения функции распределения......Page 292
10.5 Ионный ток на зонд в разреженной плазме......Page 294
10.6 Ток в вакуумном диоде и слой пространственного заряда около заряженного тела......Page 296
10.7. Двойной зонд......Page 300
10.8 Зонд в плазме повышенного давления......Page 304
Часть III РАЗРЯДЫ РАЗНЫХ ТИПОВ......Page 310
11.1. Сущность явления......Page 311
11.2. Пробой и зажигание самостоятельного разряда в постоянном однородном поле при не слишком больших произведениях давления на длину промежутка......Page 313
11.3 Эксперименты по пробою в СВЧ-полях......Page 323
11.4 Интерпретация результатов экспериментов по СВЧ-пробою на основе элементарной теории......Page 326
11.5. Вычисление частот ионизации и порогов пробоя на основе кинетического уравнения......Page 331
11.6. Оптический пробой......Page 339
11.7. Способы возбуждения высокочастотного поля в разрядном объеме......Page 343
11.8. Пробой в полях высокочастотного и низкочастотного диапазонов......Page 344
12.1. Общая структура и внешний вид......Page 350
12.2.Вольт-амперная характеристика разряда между электродами......Page 355
12.3. Темный разряд и роль пространственных зарядов в образовании катодного слоя......Page 357
12.4. Катодный слой......Page 361
12.5.Области отрицательного свечения и темного фарадеева пространства......Page 378
12.6.Положительный столб......Page 384
12.7. Влияние нагрева газа на поле и ВАХ положительного столба......Page 391
12.8. Плазма электроотрицательных газов......Page 397
12.9. Разряд в быстром потоке газа......Page 402
12.10. Анодный слой......Page 404
13.1. От чего возникают и к чему приводят неустойчивости?......Page 407
13.2. Квазистационарные параметры......Page 411
13.3. Возмущения поля и электронной температуры в условиях ее квазистационарности......Page 415
13.4. Ионизационно-перегревная неустойчивость......Page 417
13.5. Прилипательная неустойчивость......Page 421
13.6. Некоторые другие часто действующие дестабилизирующие факторы......Page 423
13.7. Страты......Page 425
13.8. Контракция положительного столба......Page 434
14.1. Определение и отличительные признаки дуги......Page 440
14.2. Виды дуг......Page 441
14.3. Зажигание дуги......Page 443
14.4. Угольная дуга в свободном воздухе......Page 445
14.5. Прикатодные процессы в дуге с горячим катодом......Page 446
14.6. Катодные пятна и вакуумная дуга......Page 452
14.7. Анодная область......Page 460
14.8. Дуга низкого давления с искусственным накалом катода......Page 463
14.9. Положительный столб дуги высокого давления......Page 466
14.10. Температура плазмы и ВАХ столба дуги высокого давления......Page 470
14.11. Отрыв электронной и газовой температур в равновесной плазме......Page 481
15.1. Введение. Баланс энергии плазмы......Page 485
15.4. Сверхвысокочастотные разряд......Page 487
15.3. Высокочастотный индукционный разряд......Page 488
15.5. Непрерывный оптический разряд......Page 503
15.6. Генераторы плотной низкотемпературной плазмы - плазмотроны......Page 512
15.7. Некоторые общие черты равновесных разрядов в потоке газа......Page 515
16.1. Общие представления......Page 520
16.2. Одиночная электронная лавина......Page 525
16.3. Понятие о стримере......Page 530
16.4. Пробой в электроотрицательных газах (воздухе) в недлинных промежутках с однородным полем......Page 534
16.5. Искровой канал......Page 538
16.6. Стримерный процесс......Page 540
16.7. Пробой длинных воздушных промежутков с сильно неоднородным полем (эксперимент)......Page 554
16.8. Лидерный процесс; положительный лидер......Page 559
16.9. Отрицательный ступенчатый лидер......Page 569
16.10. Обратная волна (возвратный удар)......Page 572
16.11. Молния......Page 575
17.1. Распределения поля в простейших случаях......Page 583
17.2. Зажигание короны......Page 584
17.3. Перенос тока за пределами области размножения и ВАХ......Page 587
17.4. Потери на корону в высоковольтных линиях......Page 588
17.5. Прерывистая корона......Page 589
17.6. Нестационарная корона в естественных условиях......Page 591
17.7. Корона и пробой газа постоянным полем в сферическом и цилиндрическом промежутках......Page 598
18.1. Дрейфовые качания электронного газа......Page 601
18.2. Идеализированная модель протекания быстропеременного тока через длинный плоский промежуток при повышенных давлениях......Page 604
18.3. ВАХ однородного положительного столба......Page 608
18.4. Эксперимент — о двух формах существования ВЧЕ-разрядов и постоянном положительном потенциале пространства......Page 611
18.5. Электрические процессы в непроводящем приэлекгродном слое и механизм замыкания тока......Page 619
18.6. Постоянный положительный потенциал плазмы слаботочного разряда......Page 623
18.7. Сильноточный режим......Page 626
18.8. Структура разряда среднего давления по результатам численного моделирования......Page 633
18.9. Нормальная плотность тока в слаботочном режиме и пределы его существования......Page 639
18.10. Диэлектрический барьерный разряд......Page 640
19.1. Принцип работы электроразрядного лазера на С02......Page 657
19.2. Два типа лазеров, различающихся способом теплоотвода......Page 660
19.3. Способы борьбы с неустойчивостями......Page 663
19.4. Пути организации разряда в больших объемах с протоком газа.........Page 667
Дополнение.Принцип работы магнитогидродинамического генератора......Page 674
Приложение. Некоторые константы, формулы, соотношения между единицами, часто встречающиеся и часто употребляемые в физике газового разряда......Page 676
Список литературы......Page 683