Лекции по физике плазмы. Том 1. Основы физики плазмы

Description

Книга содержит расширенное изложение курса «Основы физики плазмы» для студентов физического факультета Новосибирского государственного университета и рекомендована УМО по классическому университетскому образованию РФ в качестве учебного пособия для студентов вузов, обучающихся по направлению «Физика» и по специальности «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. Уровень изложения рассчитан на студентов, изучивших курсы электродинамики, молекулярной физики и знакомых с основами квантовой механики и статистической физики. Учебное пособие содержит около 200 задач с подробными решениями. Электронная версия содержит видеодемонстрации. Для студентов, аспирантов, преподавателей вузов, инженеров и научных работников, специализирующихся в физике и технике плазмы. Предисловие Лекция 1 Общие сведения о плазме §1.1 Плазма как состояние вещества §1.2 Квазинейтральность §1.3 Определение плазмы §1.4 Генезис физики плазмы §1.5 Дебаевское экранирование §1.6 Ленгмюровские колебания §1.7 Практические формулы §1.8 Плазма в природе Литература Задачи и вопросы Лекция 2 Дебаевское экранирование §2.1 Экранирование пробного заряда §2.2 Энергия кулоновского взаимодействия в плазме §2.3 Плазменный параметр §2.4 Идеальная и неидеальная плазмы §2.5 Классическая и вырожденная плазмы §2.6 Классификация плазмы Литература Задачи и вопросы Лекция 3 Ионизационное равновесие §3.1 Уравнение Саха §3.2 Степень ионизации плазмы §3.3 Ограниченность теории Саха́ Литература Задачи и вопросы Лекция 4 Движение заряженных частиц §4.1 Дрейфовое приближение §4.2 Движение в однородном магнитном поле §4.3 Электрический дрейф §4.4 Дрейф под действием малой силы §4.5 Гравитационный дрейф §4.6 Дрейф в неоднородном электрическом поле Литература Задачи и вопросы Лекция 5 Магнитные дрейфы §5.1 Градиентный дрейф §5.2 Центробежный дрейф §5.3 Поляризационный дрейф §5.4 Скорость движения ведущего центра Литература Задачи и вопросы Лекция 6 Адиабатические инварианты §6.1 Магнитный момент §6.2 Первый адиабатический инвариант §6.3 Система уравнений ведущего центра §6.4 Адиабатические ловушки с магнитными пробками §6.5 Второй адиабатический инвариант §6.6 Третий адиабатический инвариант Литература Задачи и вопросы Лекция 7 Кулоновское рассеяние §7.1 Параметры столкновений §7.2 Дифференциальное сечение рассеяния §7.3 Транспортное сечение §7.4 Кулоновский логарифм §7.5 Приближение далёких пролётов Литература Задачи и вопросы Лекция 8 Па́рные столкновения §8.1 Кулоновские столкновения в плазме §8.2 Торможение пробной частицы §8.3 Убегание электронов §8.4 Остывание пробной частицы §8.5 Иерархия времён столкновений Литература Задачи и вопросы Лекция 9 Излучение плазмы §9.1 Типы радиационных переходов §9.2 Тормозное излучение §9.3 Рекомбинационное излучение §9.4 Длина пробега излучения §9.5 Излучение спектральных линий §9.6 Циклотронное излучение Литература Задачи и вопросы Лекция 10 Атомные процессы в плазме §10.1 Ионизация электронным ударом §10.2 Тройная рекомбинация §10.3 Ступенчатая ионизация §10.4 Перезарядка Литература Задачи и вопросы Лекция 11 Радиационные процессы в плазме §11.1 Фоторекомбинация §11.2 Фотоионизация §11.3 Корональное равновесие §11.4 Отрицательные ионы §11.5 Процессы образования отрицательных ионов Литература Задачи и вопросы Лекция 12 Термоядерные реакции §12.1 Физика ядерных реакций §12.2 Топливные циклы §12.3 Кулоновский барьер §12.4 Параметры термоядерных реакций §12.5 Зажигание термоядерной реакции §12.6 Критерий Лоусона §12.7 Тройное произведение §12.8 Потери на излучение §12.9 Управляемый термоядерный синтез §12.10 Перспективы УТС Литература Задачи и вопросы Лекция 13 Кинетическое уравнение §13.1 Функция распределения §13.2 Уравнение Лиувилля §13.3 Уравнение Власова §13.4 Потенциальные колебания электронов плазмы §13.5 Правило обхода Ландау §13.6 Затухание Ландау Литература Задачи и вопросы Лекция 14 Интеграл столкновений §14.1 Уравнение Фоккера—Планка §14.2 Интеграл столкновений Ландау §14.3 Применение интеграла столкновений Литература Задачи и вопросы Лекция 15 Стандартные задачи кинетики плазмы §15.1 Законы сохранения в кулоновских столкновениях §15.2 Н‐теорема §15.3 Передача энергии между электронами и ионами §15.4 Упрощение интеграла столкновений Литература Задачи и вопросы Приложение А Ответы к задачам Лекция 1 Лекция 2 Лекция 3 Лекция 4 Лекция 5 Лекция 6 Лекция 7 Лекция 8 Лекция 9 Лекция 10 Лекция 11 Лекция 12 Лекция 13 Лекция 14 Лекция 15 Предметный указатель Именной указатель Список литературы