Низкотемпературная плазма и газовый разряд (конспект, части 1,2)

Князев Б.А.

Раздел физики, которому посвящена данная книга, вместе с его приложениями охватывает почти неисчерпаемый круг вопросов. Тем не менее, можно выделить определенный круг явлений и процессов, иметь представление о которых необходимо каждому специалисту, работающему в области физики плазмы и смежных областях. Исходя из этого и была построена программа курса лекций, читавшегося мной в течение ряда лет магистрантам кафедры физики плазмы Новосибирского государственного университета1. Здесь представлены первые две части этого курса, конспект которых более или менее приемлемо оформлен для электронной публикации. В этой части курса описаны основные столкновительные и излучательные процессы в объеме плазмы и на поверхностях, рассмотрены вопросы кинетики низкотемпературной плазмы, обсуждены механизмы электрического пробоя.В последней лекции дана общепринятая классификация стационарых разрядов в газе и описан нормальный тлеющий разряд. В последующих четырех лекциях (существующих пока скорее в виде транспарантов, чем связного текста) читались темы, посвященные разрядам в постоянном и переменном электрическом поле, лазерному пробою, применениям низкотемпературной плазмы (коммутаторам, ионным источникам, МГД генераторам, газовым и плазменным лазерам, “предплазме” термоядерныхустановок).

---

Table of contents :
Содержание……Page 2
Предисловие……Page 6
Список обозначений……Page 7
Соотношения между величинами……Page 13
1.1.1.Определение низкотемпературной плазмы……Page 14
1.1.2.Некоторые определения и оценки……Page 16
1.1.3.Классификация плазм по степени равновесности……Page 18
1.2.1.Простые реакции,константа равновесия……Page 20
1.2.2.Сложные реакции……Page 22
1.2.3.Теория элементарных процессов……Page 23
1.2.4.Метод переходного состояния……Page 25
1.2.5.Неравновесные эффекты в реакциях……Page 27
1.2.6.Мономолекулярные реакции……Page 28
1.2.7.Бимолекулярные реакции……Page 29
1.2.8.Вращательная и колебательная релаксация……Page 30
1.3.1.Упругие столкновения и перезарядка……Page 37
1.3.2.Ионизация электронным ударом и ударная рекомбинация……Page 39
1.3.3.Теория Томсона……Page 40
1.3.4.Ионизация тяжелыми частицами и тройная рекомбинация……Page 43
1.3.6.Отрицательные ионы……Page 44
1.3.7.Принцип Франка-Кондона……Page 45
1.3.8.Ассоциативная ионизация.Механизмы образования молекулярных ионов……Page 46
1.3.9.Механизм диссоциативной рекомбинации.Роль автоионизационных состояний……Page 48
1.3.10.Вычисление скорости диссоциативной рекомбинации……Page 52
1.3.11.Состояние продуктов диссоциативной рекомбинации……Page 55
1.3.12.Сравнение скоростей рекомбинации для гелиевой плазмы……Page 56
1.4.1.Роль излучения в низкотемпературной плазме,классификация переходов……Page 57
1.4.2.Тормозное излучение и поглощение……Page 58
1.4.3.Линейчатое излучение.Вероятность перехода.Сила осциллятора……Page 61
1.4.4.Доплеровское уширение. Фойгтовский профиль……Page 65
1.4.5.Уширение давлением……Page 67
1.4.6.Возбуждение и тушение электронных состояний……Page 69
1.4.7.Диффузия связанного электрона в энергетичеcком пространстве; ударно-радиационная рекомбинация……Page 71
1.4.8.Модифицированное диффузионное приближение……Page 74
1.4.9.Ударно-диссоциативная рекомбинация и ударно-ассоциативная ионизация……Page 75
1.5.1.Особенности распространения излучения плотной плазме……Page 76
1.5.3.Перенос излучения в плоско-параллельном слое……Page 79
1.5.4.Перенос тормозного излучения……Page 81
1.5.5.Перенос линейчатого излучения……Page 83
1.6.1.Повверхность как источник примесей……Page 84
1.6.2.Взаимодействие заряженных частиц с поверхностями……Page 88
1.6.5.Термоэлектронная,автоэлектронная и взрывная эмиссии……Page 90
1.7.1.Кинетическое уравнение для плазмы……Page 94
1.7.2.Столкновения электронов с газом в электрическом поле……Page 95
1.7.3.Симметричная и асимметричная части ФР……Page 97
1.7.4.Уравнение для энергетического спектра электронов……Page 99
1.7.5.Уравнение для симметричной части функции распределения……Page 102
1.7.7.Стационарные ФРЭ в низкотемпературной плазме……Page 104
1.8.ФРЭ молекулярном газе……Page 106
1.8.1.ФРЭ при наличии источника быстрых электронов……Page 112
1.9.Диффузия и дрейф заряженных частиц в электрическом поле……Page 113
2.1.1.Первый коэффициент Таунсенда……Page 117
2.1.2.Электронные лавины……Page 119
2.1.3.Токи носителей в плоском разрядном промежутке……Page 120
2.1.4.Ток во внешней цепи……Page 123
2.1.5.Серии лавин……Page 127
2.1.6.Статистика лавинного усиления……Page 129
2.1.7.Статистика серии лавин……Page 134
2.2.1.Механизм пробоя……Page 135
2.2.2.Закон Пашена……Page 138
2.3.1.Механизм пробоя……Page 139
2.3.2.Роль фотоионизация развитии разряда……Page 140
2.3.3.Переход пробоя от одного типа к другому……Page 143
2.3.4.Искра……Page 144
Лекция 11……Page 4
2.4.1.Коронный разяд……Page 145
2.4.2.Пробой длинных промежутков. Молния…….Page 147
Лекция 12……Page 5
3.2.Разряд в постоянном поле……Page 149
3.3.Темный разряд……Page 151
3.4.1.Феноменологическое описание тлеющего разряда……Page 153
3.4.2.Формирование катодного слоя……Page 154
A Об определениях функции распределения……Page 158
Библиографический список……Page 159
Предметный указатель……Page 162