SCI Библиотека

Учебное пособие содержит конспективное изложение курса «Введение в физику плазмы», который читается в осеннем семестре для студентов третьего курса физического факультета, специализирующихся на кафедре физики плазмы.

Основное внимание уделяется движению частиц в электромагнитном поле и кинетике плазмы, включая теорию элементарных процессов: кулоновских столкновений, ионизации, рекомбинации, переразрядки и излучения. Магнитная гидродинамика и теория волн в плазме, обычно входящие во вводные курсы по физике плазмы, рассматриваются в отдельных семестровых курсах лекций «Магнитная гидродинамика» и «Волны в плазме», читаемых вслед за «Введением в физику плазмы».

Уровень изложения рассчитан на студентов, прослушавших курсы по электродинамике, молекулярной физике и знакомых с основами квантовой механики и статистической физики.

В книге впервые дано систематическое изложение кинетической теории неидеального газа и неидеальной плазмы. Основное внимание уделено изложению новых результатов. Традиционный материал изложен лишь в той мере, в какой это необходимо для создания полной картины кинетических процессов в неидеальных системах.

Большое внимание уделено, в частности, кинетической теории крупномасштабных флуктуаций — флуктуаций с временами корреляции порядка или больше времен свободного пробега и дальними корреляциями порядка или больше длины свободного пробега. Учет крупномасштабных флуктуаций необходим, например, при построении кинетических уравнений для плотных газов и плазмы и при описании турбулентной плазмы.

Книга состоит из трех частей: I. Кинетическая теория (классическая) неидеального газа. II. Кинетическая теория (классическая) неидеальной полностью ионизованной плазмы. III. Квантовые кинетические уравнения для неидеального газа и неидеальной плазмы. Последняя глава книги посвящена кинетической теории химически реагирующих газов и частично ионизованной плазмы.

В книге систематически изложены основы новой области физики — магнитной гидродинамики, объектом исследования которой являются газообразные или жидкие проводящие среды. Магнитная гидродинамика приобретает всё большее значение в области астрофизики, геофизики, а также в вопросах, связанных с осуществлением управляемых термоядерных реакций.

Книга рассчитана на широкий круг физиков и астрофизиков — научных работников, преподавателей, инженеров и студентов, интересующихся этой новой областью науки.

Монография является первой книгой из этой серии, выпускаемой Главной редакцией физико-математической литературы изд-ва «Наука». Она написана одним из ведущих специалистов в данной области и включает рассмотрение актуальных проблем физики плазмы.

Книга представляет собой введение в теорию коллективных явлений в плазме, в ней дается общее представление как о регулярных нелинейных явлениях (таких, как нелинейные слабодиспергирующие волны, эхо в плазме, нелинейное затухание Ландау, параметрические эффекты и т. п.), так и о турбулентности плазмы, т. е. о нерегулярных шумах, развивающихся из-за её неустойчивостей.

Изложение материала проводится, по возможности, в наиболее доступной форме.

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.

В книге рассмотрены физические основы влияния атмосферной турбулентности на лазерное излучение. Основное внимание уделено решению задач, связанных с определением средней интенсивности и флуктуаций интенсивности в лазерных пучках. Рассмотрено влияние турбулентности на флуктуации фаз световых волн и искажение пространственной когерентности.

Изложены методы определения параметров турбулентности по флуктуациям лазерного излучения.

Наряду с теоретическими исследованиями распространения электромагнитных волн в случайно-неоднородных средах, в книге приводятся сведения об атмосферной турбулентности и о методах описания турбулентных полей. Приводятся результаты, полученные эмпирическими методами. Широко представлены экспериментальные данные и их обобщения, необходимые для практических приложений при проектировании лазерных систем. Изложенное в значительной степени опирается на экспериментальные результаты, полученные авторами за последние десять лет.

Книга рассчитана на широкий круг читателей — специалистов по распространению электромагнитных волн в атмосфере и случайных средах, геофизиков, проектировщиков лазерных систем. Она может представить интерес для преподавателей и аспирантов.

В книге рассматривается распространение электромагнитных волн разной частоты как в изотропной, так и в магнитоактивной плазме. Обсуждаются как случай однородной, так и случай неоднородной среды. Особое внимание уделено распространению радиоволн в ионосфере и космических условиях.

Отдельная глава посвящена нелинейным явлениям в плазме, находящейся в переменном электромагнитном поле. Значительное место уделено учету пространственной дисперсии при распространении волн в плазме. В результате оказывается возможным исследовать все важнейшие случаи, представляющие интерес при изучении ионосферы, магнитосферы и космического пространства.

Для удобства читателей в двух параграфах дается сводка формул и, кроме того, книга снабжена большим списком дополнительной литературы.

Одной из важнейших проблем физики плазмы (ионизированного газа) является изучение распространения в ней электромагнитных волн различных типов: радиоволн, плазменных волн, магнито­гидродинамических волн и т. Л. Сюда же как частный случай относится поведение плазмы в однородном в пространстве, но переменном во времени электрическом поле. Этот круг вопросов, который освещается в книге, представляет интерес при исследованиях распространения радиоволн в иносфере и межпланетной среде, для радиоастрономии и астрофизики, а также при изучении плазмы в лабораторных условиях.

В книге рассматривается распространение электромагнитных волн разной частоты как в изотропной, так и в магнитоактивной плазме. При этом обсуждается и случай однородной, и случай неоднородной среды. Особое внимание уделено распространению радиоволн в ионосфере и космических условиях. Отдельная глава посвящена нелинейным явлениям в плазме, находящейся в переменном электромагнитном поле.

Книга рассчитана на студентов старших курсов физических и радиофизических факультетов, аспирантов и научных работников.

Приведены результаты исследований по нелинейной теории плазмы, выполненных в последние годы в Институте теории электромагнитного поля Чалмерского технологического университета (Гётеборг, Швеция) под руководством известного шведского физика, члена Королевской Академии наук проф. Х. Вильхельмссона.

Систематизированы и описаны особенности когерентного взаимодействия типа волна — волна по сравнению с нелинейным взаимодействием волн со случайными фазами. Затронуты также вопросы теории нелинейного взаимодействия частично когерентных волн и прослеживается переход от нелинейной системы с когерентными волнами к системе волн со случайными фазами. Издание специально дополнено авторами для перевода на русский язык.

Рассчитана на специалистов, интересующихся проблемами нелинейного взаимодействия в физике плазмы, оптике, радиофизике и физике твёрдого тела. Полезна также аспирантам и студентам старших курсов физико-математических факультетов.

Дж. Бекефи — крупнейший специалист по физике плазмы.

В своей книге «Радиационные процессы в плазме» он, в отличие от других авторов, умело сочетал изложение теоретических вопросов с богатейшим экспериментальным материалом, полученным многочисленными исследователями при изучении процессов излучения, поглощения и рассеяния электромагнитных волн плазмой.

Книга предназначена для физиков и инженеров, работающих в области теории физики плазмы и ее практических применений, а также для аспирантов и студентов университетов и физико-технических вузов.