Успехи прикладной физики

Рассмотрены основные области применения оптико-электронных систем коротковолнового, средневолнового и длинноволнового инфракрасных диапазонов на основе матричных фотоприемных устройств. Приведена обобщенная схема работы оптико-электронной системы, обобщенный анализ инфракрасных спектральных диа-пазонов с указанием решаемых задач, текущий технический уровень матричных фотоприемных устройств и требования к ним для решения различных задач.

Представлено исследование траекторий сферической частицы Al2O3 в потоке термической плазмы. На основе двухмерной нестационарной численной модели представлены результаты расчетов траектории движения частиц напыляемого порошка для основных моделей расчета коэффициента лобового сопротивления частиц. Разработанная нестационарная модель позволяет учесть взаимное влияние потока частиц, транспортирующего газа и плазменного потока, генерируемого плазмотроном. Представлены диапазоны применимости моделей. Уточнена зависимость коэффициента лобового сопротивления одиночной частицы в неизотермическом потоке от относительного числа Рейнольдса. Сравнительный анализ численной модели расчета траектории движения частицы с натурными испытаниями показал хорошее соответствие расчетных и экспериментальных данных.

Дано описание физических принципов и современной техники получения спонтанного вакуумного ультрафиолетового излучения для трёх случаев: формирование линейчатых спектров атомов, линейчатых спектров многозарядных ионов и континуальных спектров эксимерных молекул. Параметры источников излучения соотнесены с их приложениями ‒ реальными и потенциальными. Представлены различные принципиальные схемы формирования вакуумного ультрафиолетового излучения: с использованием ВЧ-разрядов H- и E-типа; разряда в полом катоде; тлеющего, барьерного и дугового разрядов; высоковольтного наносекундного разряда в промежутках с резко неоднородным распределением напряженности электрического поля; лазерные, разрядные и гибридные схемы для формирования излучения многозарядных ионов; возбуждение газовых мишеней в условиях гиротронного подогрева плазмы. Обзор охватывает уровень техники за последние 20 лет

Рассмотрены взаимодействия скрещенных магнитных и электрических полей, наложенных на заряженные частицы, формирующие вращающуюся петлю тока в открытой резонансной камере в атмосфере воздуха. Петля тока представляет со-бой низкотемпературную плазму из частиц воздуха. Обсуждаются способы и инженерные аспекты для резонансной накачки магнитной и электрической энергий в плазме и возможность генерации электромагнитной энергии. Рассматриваются фазовые преобразования магнитной, электрической и кинетической энергий в двух инерциальных системах отсчета. На основе теоретических расчетов и экспериментов была разработана и изготовлена экспериментальная установка «Магнитный V диполь», которая может быть использована как в процессах получения водорода, рудоподготовки для эффективного комплексного извлечения полезных компонентов минерального сырья и промышленных отходов, так и для фундаментальных исследований в области процессов в холодной плазме.

Выполнен расчет электрического поля на поверхности металлического электрода, покрытого сплошной диэлектрической пленкой, и погруженного в плазму, при от-рицательном потенциале электрода , когда параметр e существенно превышает температуру Te электронов ( ). Установлено, что в результате зарядки внешней поверхности пленки толщиной 10–1000 нм потоком положительных ионов из плазмы внутри пленки возникает сильное электрическое поле, величина которого может достигать значений 110 МВ/см при плотности плазмы 10121013 см3 и температуре электронов Te = 10 эВ. В разрывах диэлектрической пленки величина электрического поля соизмерима с величиной поля внутри пленки. На поверхности диэлектрической пленки и на чистой поверхности металла без пленки величина электрического поля в плазме существенно меньше полей внутри пленки. Сильные электрические поля внутри пленки и в ее разрывах могут приво-дить к электрическому пробою внутри пленки или в ее разрывах. Электрический пробой диэлектрической пленки может инициировать униполярные дуги на металлах, возбуждать микроплазменные разряды и образовывать центры взрывной электронной эмиссии на поверхности металлов в плазме.