Программа
курса «Введение в физику низкотемпературной плазмы»
Программу составил профессор Н.Л. Александров.
Программа обсуждена на заседании кафедры прикладной физики и одобрена на заседании Ученого Совета ФПФЭ.
1. Понятие плазмы. Ее квазинейтральность. Временной и пространственный масштабы нарушения квазинейтральности плазмы.
2. Состав плазмы в термодинамическом равновесии. Формула Саха.
3. Неидеальность плазмы. Параметры неидеальности. Потенциал Дебая-Гюккеля. Уравнение состояния слабонеидеальной плазмы. Снижение потенциала ионизации.
4. Гидродинамическое описание плазмы. Модель проводящей жидкости. Модель двух жидкостей. Проводимость плазмы в магнитном поле. Течение Гартмана.
5. Проводимость плазмы в переменном электрическом поле. Диэлектрическая проницаемость плазмы. Распространение электромагнитных волн в плазме. Полное отражение волн от плазмы.
6. Процессы переноса в плазме. Соотношение Эйнштейна. Амбиполярная диффузия. Синергетический эффект для электропроводности слабоионизованной плазмы в смесях газов.
7. Столкновения частиц в плазме. Условия справедливости классического и квантового подходов. Классическая теория рассеяния. Формула Резерфорда. Поляризационное рассеяние иона на атоме. Резонансная перезарядка. Эффект Рамзауэра. Резонансное рассеяние электронов. Частота и длина релаксации импульса и энергии заряженных частиц.
8. Процессы рождения и гибели заряженных частиц. Понятие константы скорости процесса. Основные механизмы ионизации и электрон-ионной рекомбинации в плазме. Образование и гибель отрицательных ионов.
9. Кинетическое описание плазмы. Неравновесная функция распределения электронов в электрическом поле в слабоионизованной плазме. Уравнение Больцмана. Двучленное приближение. Функция распределения электронов в случае упругих столкновений. Влияние неупругих процессов. Убегание электронов. Функция распределения ионов в случае резонансной перезарядки.
10. Кинетическое описание дрейфа электронов и проводимости плазмы. Дифференциальная и абсолютная отрицательная проводимость плазмы.
11. Излучение и поглощение света в плазме. Тормозное и фоторекомбинационное излучение, излучение в линиях. Уширение спектральных линий. Перенос излучения.
12. Примеры объектов с низкотемпературной плазмой. Основные типы разрядов: тлеющий разряд, несамостоятельный разряд, дуга, корона, искра, молния. Пучковая плазма, фотоплазма, пылевая плазма.
Рекомендуемая литература
1. Франк-Каменецкий Д.А. Лекции по физике плазмы, М. Атомиздат (1968).
2. Голант В.Е., Жилинский А.П., Сахаров С.А., Основы физики плазмы, М.: Атомиздат (1977).
3. Смирнов Б.М. Введение в физику плазмы, М.: Наука (1982).
4. Биберман Л.М., Воробьев В.С., Якубов И.Т., Кинетика неравновесной низкотемпературной плазмы, М.: Наука (1982).
5. Райзер Ю.П., Физика газового разряда, М.: Наука (1992).
6. Фортов В.Е., Храпак А.Г., Якубов И.Т., Физика неидеальной плазмы, М.: Физматлит (2004).
7. Морозов А.И. Введение в плазмодинамику, М.: Физматлит (2006).
