Основы физики плазмы, Голант В. Е., Жилинский А. П., Сахаров И. Е., 1977

Основы физики плазмы, Голант В. Е., Жилинский А. П., Сахаров И. Е., 1977.
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. Список литературы 123 наименования.

Ионизованные газы и плазма.
В любом газе при отличной от нуля абсолютной температуре некоторое количество атомов ионизовано, т. е. наряду с нейтральными имеются заряженные частицы - электроны и ионы. Однако существенное влияние на свойства газа заряженные частицы оказывают лишь при концентрациях, при которых создаваемый ими пространственный заряд ограничивает их движение. С ростом концентрации это ограничение становится все более значительным и при достаточно больших концентрациях взаимодействие положительно и отрицательно заряженных частиц приводит к поддержанию макроскопической нейтральности в объемах, сравнимых по размеру с объемом газа; при этом нарушения макроскопической нейтральности приводят к появлению сильных электрических полей, быстро восстанавливающих ее. Ионизованный газ при таких концентрациях и называется плазмой. Это название было предложено в 1923 г. американским физиком Ленгмюром.
Таким образом, ионизованный газ при достаточно больших концентрациях заряженных частиц превращается в плазму. Наиболее естественный путь получения плазмы состоит в разогреве газа до температур, при которых средняя энергия частиц сравнима с энергией ионизации атомов или молекул. При температурах много меньших энергии ионизации отношение концентрации ионов к концентрации нейтральных атомов мало. Оно возрастает с ростом температуры, и при приближении средней энергии частиц к энергии ионизации газ превращается в практически полностью ионизованную плазму.
Оглавление
Предисловие
Основные обозначения
Глава 1. Введение
§ 1.1. Ионизованные газы и плазма
§ 1.2. Квазинейтральность плазмы
§ 1.3. Особенности движения заряженных частиц в плазме
§ 1.4. Параметры плазмы
Глава 2. Столкновения в плазме
§ 2.1. Применение законов сохранения к столкновениям частиц
§ 2.2. Методы описания столкновений
§ 2.3. Интегральные характеристики столкновений
§ 2.4. Упругие столкновения между заряженными частицами
§ 2.5. Упругие столкновения электронов с атомами
§ 2.6. Упругие столкновения ионов с атомами
§ 2.7. Неупругие столкновения электронов с атомами
§ 2.8. Ионизация при столкновениях электронов с атомами
§ 2.9. Неупругие столкновения ионов с атомами
§ 2.10. Рекомбинация при столкновениях электронов с ионами
§ 2.11. Взаимодействие заряженных частиц с поверхностью твердых тел
Глава 3. Кинетическое уравнение для заряженных частиц
§ 3.1. Функция распределения
§ 3.2. Кинетическое уравнение
§ 3.3. Столкновительный член кинетического уравнения
Глава 4. Равновесная плазма
§ 4.1. Функция распределения в равновесной плазме
§ 4.2. Установление равновесной функции распределения
§ 4.3. Ионизационное равновесие
§ 4.4. Частичное равновесие в плазме
Глава 5. Функция распределения заряженных частиц в электрическом поле
§ 5.1. О влиянии электрического поля на распределение заряженных частиц по скоростям
§ 5.2. Метод решения кинетического уравнения
§ 5.3. Интегралы столкновений для электронов
§ 5.4. Функция распределения электронов в электрическом поле при определяющем влиянии упругих столкновений электронов с атомами
§ 5.5. Влияние неупругих столкновений на функцию распределения электронов
§ 5.6 Влияние электрон-электронных столкновений на функцию распределения электронов
§ 5.7. Влияние магнитного поля на функцию распределения электронов
§ 5.8. Функция распределения электронов в переменном электрическом поле
§ 5.9. О функции распределения ионов в электрическом поле
Глава 6. Уравнения моментов функции распределения
§ 6.1. Моменты функции распределения
§ 6.2. Получение уравнений моментов
§ 6.3. Уравнения движения и баланса частиц компонент плазмы
§ 6.4. Уравнения баланса энергий и теплового потока
Глава 7. Процессы переноса в плазме при отсутствии магнитного поля
§ 7.1. Направленное движение и перенос энергии заряженных частиц в слабоионизованной плазме
§ 7.2. Коэффициенты подвижности, диффузии и теплопроводности электронов
§ 7.3. Механизм процессов переноса
§ 7.4. Амбиполярная диффузия
§ 7.5. Уравнения баланса заряженных частиц и энергий в слабоионизованной плазме
§ 7.6. Баланс заряженных частиц и энергий в плазме стационарного газового разряда
§ 7.7. Ионизационная неустойчивость
§ 7.8. Распад плазмы
§ 7.9. Направленное движение в сильноионизованной плазме
§ 7.10. Перенос энергии в сильноионизованной плазме
§ 7.11. Эффект «убегания» электронов
Глава 8. Движение заряженных частиц плазмы в магнитном поле
§ 8.1. Некоторые сведения о статических магнитных полях
§ 8.2. Движение заряженных частиц в однородном магнитном поле
§ 8.3. Дрейф заряженных частиц в однородном магнитном поле
§ 8.4. Движение заряженных частиц в медленно изменяющемся магнитном поле
§ 8.5. Удержание заряженных частиц некоторыми магнитными конфигурациями
§ 8.6. Диамагнитный эффект в плазме
§ 8.7. Поляризация плазмы в электрическом поле, перпендикулярном магнитному
§ 8.8. Движение плазмы поперек магнитного поля
Глава 9. Процессы переноса в магнитном поле
§ 9.1. Направленная скорость и тепловой поток заряженных частиц слабоионизованной плазмы в магнитном поле
§ 9.2. Поперечные коэффициенты подвижности, диффузии и теплопроводности электронов
§ 9.3. Механизм переноса заряженных частиц и их энергии поперек сильного магнитного поля
§ 9.4. Амбиполярная диффузия и баланс заряженных частиц слабоионизованной плазмы в магнитном поле
§ 9.5. Направленное движение заряженных частиц сильноионизованной плазмы поперек магнитного поля
§ 9.6. Поперечный перенос энергии в сильноионизованной плазме
§ 9.7. О процессах переноса в тороидальных магнитных конфигурациях
§ 9.8. Дрейфовые неустойчивости и аномальная диффузия заряженных частиц плазмы в магнитном поле
Глава 10. Удержание плазмы магнитным полем
§ 10.1. Уравнения магнитной гидродинамики
§ 10 2. О равновесии плазмы в магнитном поле
§ 10.3. Об устойчивости удержания плазмы магнитным полем
§ 10.4. Устойчивость границы плазмы в магнитном поле
§ 10.5. Равновесие и устойчивость плазменного шнура с током