|
Основы электродинамики плазмы: Учебник для физических специальностей университетов. — 2-е изд., перераб. и доп. Учебное издание |
Александров А. Ф., Богданкевич Л. С., Рухадзе А. А. |
год издания — 1988, кол-во страниц — 424, ISBN — 5-06-001404-5, тираж — 8000, язык — русский, тип обложки — твёрд. 7Б, масса книги — 540 гр., издательство — Высшая школа |
|
цена: 1000.00 руб | | | | |
|
Сохранность книги — хорошая
Р е ц е н з е н т: проф. Ф. А. Николаев (Московский авиационный институт)
Формат 60x90 1/16. Бумага типографская №1. Печать высокая |
ключевые слова — электродинам, плазм, волн |
В учебнике рассмотрены основные вопросы линейной и нелинейной электродинамики плазмы, общие проблемы электродинамики сред с пространственной и временной дисперсией, линейная электродинамика равновесной плазмы, проблемы устойчивости, электродинамика неравномерной плазмы, флуктуации, основы нелинейной электродинамики плазмы. Второе издание (1-е — 1978 г.) переработано в соответствии с новыми достижениями в области электродинамики плазмы.
При подготовке учебника ко второму изданию мы учли замечания многих доброжелательных читателей. В результате в книге появились новые параграфы. Так, в первой части, посвящённой общим свойствам сред с пространственной дисперсией, появился § 2.7 под названием «Электро- и магнитостатика». Хотя статика и есть предельный случай динамики, но переход к статическому пределу далеко не тривиален и поэтому добавление указанного параграфа мы сочли необходимым. Во второй части появились три новых параграфа: 7.6, 9.4 и 9.5. В них освещены проблемы плазменной электроники — нового раздела электродинамики плазмы, получившего бурное развитие в последние годы в связи с появлением целого ряда прикладных проблем. Наконец, к последней, третьей, части книги добавлен § 12.4 с подробным анализом нелинейного взаимодействия волн в трёхволновом приближении, охватывающем довольно широкий круг практически важных случаев. Кроме указанных новых параграфов в книге появились некоторые добавления к уже существующим, отражающие современный уровень развития электродинамики плазмы.
Вместе с тем мы сократили некоторые разделы, в особенности во второй части книги. Сокращения относятся к теории устойчивости неравновесной плазмы — опущены примеры не очень распространённых видов неустойчивостей. Кроме того, мы существенно видоизменили задачи и упражнения — опущены подробности решений, а некоторые из задач вообще исключены из книги. Мы надеемся, что это расширит возможности самостоятельного изучения читателем электродинамики плазмы, что согласуется с требованиями перестройки высшего и специального образования в нашей стране. Но об этом судить только читателю, от которого мы снова ждём доброжелательной критики.
ПРЕДИСЛОВИЕ КО ВТОРОМУ ИЗДАНИЮ Авторы
В последние годы курс физики плазмы занял прочное место среди лекционных курсов, читаемых студентам физических специальностей. Однако учебного пособия по физике плазмы в отечественной литературе до сих пор нет. Имеющиеся многочисленные монографии довольно сложны и посвящены, как правило, различным прикладным проблемам.
Совет по физике плазмы Академии наук СССР поставил вопрос о создании учебного пособия по физике плазмы. Предполагается, что оно будет состоять из трёх томов, посвящённых соответственно элементарным процессам в плазме, электродинамике плазмы и различным прикладным проблемам. Предлагаемую книгу по электродинамике плазмы, очевидно, можно рассматривать как один из томов будущего учебного пособия по физике плазмы. Она написана на основе курса лекций, составленных проф. А. А. Рухадзе, читаемых авторами в течение ряда лет студентам радиофизического отделения физического факультета МГУ, а также сотрудникам Физического института им. П. Н. Лебедева АН СССР и Института общей физики АН СССР.
Книга состоит из трёх частей. В первой части изложены основы линейной электродинамики термодинамически равновесной и однородной плазмы, во второй — современные представления о линейных электромагнитных явлениях в неравновесной и пространственно неоднородной плазме (теория устойчивости плазмы), а в третьей — методы исследования нелинейных электродинамических процессов в плазме.
Изложение материала ведётся на основе наиболее общей модели плазмы — кинетического уравнения с самосогласованным взаимодействием, причём рассмотрены как газовая, невырожденная плазма, так и вырожденная плазма твёрдых тел. В книге приведено большое число задач с решениями, в которых обсуждены более простые модели плазмы и области их применимости, а также рассмотрен ряд конкретных явлений, представляющих практический интерес. В приложениях даны необходимые математические сведения из векторного анализа и тензорного исчисления.
Авторы далеки от мысли, что предлагаемое пособие лишено недостатков. Более того, они сознают, что третья его часть как по полноте изложения основного материала, так и по отбору конкретных задач намного уступает первым двум.
Авторы признательны акад. В. Л. Гинзбургу за предоставленное право пользоваться материалом книги В. Л. Гинзбурга и А. А. Рухадзе «Волны в магнитоактивной плазме» (М., 1975) без ограничений, а также В. Ю. Шаферу, прочитавшему корректуру пособия и сделавшему ряд полезных замечаний.
ПРЕДИСЛОВИЕ К ПЕРВОМУ ИЗДАНИЮ Авторы
|
ОГЛАВЛЕНИЕПредисловие ко второму изданию | 3 | Предисловие к первому изданию | 4 | | Ч а с т ь 1. Электромагнитные свойства термодинамически | равновесной плазмы | | Г л а в а 1. Основные понятия физики плазмы | 5 | | § 1.1. Определение плазмы | 5 | § 1.2. Параметры плазмы | 7 | § 1.3. Квазинейтральность. Плазменная частота и дебаевский радиус | 10 | § 1.4. Газовое приближение. Плазменный параметр | 11 | Задачи к гл. 1 | 12 | | Г л а в а 2. Основы электродинамики сред с пространственной | и временной дисперсией | 15 | | § 2.1. Уравнения электромагнитного поля в среде и граничные условия | 15 | § 2.2 Тензор комплексной проводимости и диэлектрической | проницаемости | 19 | § 2.3. Энергия электромагнитного поля в среде | 22 | § 2.4. Электромагнитные волны в среде | 27 | § 2.5. Начальная задача | 30 | § 2.6. Граничная задача | 32 | § 2.7. Электро- и магнитостатика | 35 | Задачи к гл. 2 | 37 | | Г л а в а 3. Уравнения динамики плазмы | 43 | | § 3.1. Простейшие модели плазмы | 43 | § 3.2. Кинетическое уравнение с самосогласованным полем | 46 | § 3.3. Кинетическое уравнение Больцмана | 48 | § 3.4. Интеграл столкновений заряженных частиц | 51 | § 3.5. Модельный интеграл упругих столкновений частиц | 54 | § 3.6. Обоснование простейших моделей плазмы | 57 | Задачи к гл. 3 | 64 | | Г л а в а 4. Диэлектрическая проницаемость и спектры колебаний | однородной изотропной плазмы | 70 | | § 4.1. Диэлектрическая проницаемость бесстолкновительной однородной | изотропной плазмы | 70 | § 4.2. Спектры продольных колебаний бесстолкновительной | невырожденной плазмы | 75 | § 4.3. Продольные колебания бесстолкновительной вырожденной плазмы | 80 | § 4.4. Поперечные волны в бесстолкновительной изотропной плазме | 82 | § 4.5. Диэлектрическая проницаемость и спектры колебаний | слабоионизованной плазмы с учётом столкновений частиц | 85 | § 4.6. Диэлектрическая проницаемость и спектры колебаний полностью | ионизованной плазмы с учётом столкновений частиц | 90 | Задачи к гл. 4 | 94 | | Г л а в а 5. Диэлектрическая проницаемость и спектры колебаний | однородной магнитоактивной плазмы | 102 | | § 5.1. Тензор диэлектрической проницаемости однородной | бесстолкновительной магнитоактивной плазмы | 102 | § 5.2. Диэлектрическая проницаемость и спектры колебаний холодной | бесстолкновительной магнитоактивной плазмы | 107 | § 5.3. Влияние теплового движения частиц на характер колебаний | бесстолкновителыной магнитоактивной плазмы | 113 | § 5.4. Циклотронные волны в плазме | 119 | § 5.5. Тензор диэлектрической проницаемости слабоионизованной | магнитоактивной плазмы с учётом столкновений частиц | 123 | § 5.6. Тензор диэлектрической проницаемости полностью ионизованной | магнитоактивной плазмы с учётом столкновений частиц | 125 | § 5.7. Влияние столкновений частиц на затухание электромагнитных | волн в магнитоактивной плазме | 130 | Задачи к гл. 5 | 133 | | Ч а с т ь 2. Электромагнитные свойства неравновесной плазмы | | Г л а в а 6. Взаимодействие пучков заряженных частиц с плазмой | 143 | | § 6.1. Тензор диэлектрической проницаемости однородной неравновесной | анизотропной плазмы | 143 | § 6.2. Неустойчивость плазмы с анизотропной температурой частиц | 148 | § 6.3. Взаимодействие прямолинейного электронного пучка с плазмой. | Черенковская неустойчивость | 154 | § 6.4. Взаимодействие вращающегося электронного пучка (потока | осцилляторов) с плазмой. Циклотронная неустойчивость | 162 | Задачи к гл. 6 | 169 | | Г л а в а 7. Плазма во внешнем электрическом поле | 176 | | § 7.1. Функция распределения заряженных частиц плазмы во внешнем | электрическом поле | 176 | § 7.2. Устойчивость незамагниченной плазмы во внешнем постоянном | электрическом поле | 181 | § 7.3. Влияние магнитного поля на устойчивость плазмы во внешнем | постоянном электрическом поле | 186 | § 7.4. Плазма в сверхвысокочастотном электрическом поле | 190 | § 7.5. Параметрическое взаимодействие сверхвысокочастотного | электрического поля с плазмой | 198 | § 7.6. Параметрическая неустойчивость плазмы по отношению | к непотенциальным возмущениям | 204 | Задачи к гл. 7 | 207 | | Г л а в а 8. Электромагнитные свойства пространственно | неоднородной плазмы | 216 | | § 8.1. Неоднородные среды без пространственной дисперсии. | Приближение геометрической оптики | 216 | § 8.2. Приближение геометрической оптики для неоднородных сред | с пространственной дисперсией | 224 | § 8.3. Тензор диэлектрической проницаемости слабонеоднородной плазмы | в приближении геометрической оптики | 226 | § 8.4. Спектры высокочастотных колебаний слабонеоднородной плазмы | 233 | § 8.5. Дрейфовые колебания слабонеоднородной бесстолкновительной | плазмы | 239 | § 8.6. Влияние столкновений заряженных частиц на спектры дрейфовых | колебаний слабонеоднородной плазмы | 246 | § 8.7. Конвективные неустойчивости неоднородной плазмы | 254 | Задачи к гл. 8 | 261 | | Г л а в а 9. Линейные электромагнитные явления в пространственно | ограниченной плазме | 266 | | § 9.1. Поверхностные электромагнитные волны в полуограниченной | плазме | 266 | § 9.2. Неустойчивость границы плазмы, удерживаемой магнитным полем | 277 | § 9.3. Плазменный волновод | 284 | § 9.4. Устойчивость пространственно ограниченной неравновесной | плазмы | 292 | § 9.5. Возбуждение плазменного резонатора релятивистскими | электронными пучками | 296 | Задачи к гл. 9 | 303 | | Ч а с т ь 3. Основы нелинейной электродинамики плазмы | | Г л а в а 10. Электромагнитные флуктуации в плазме и рассеяние | волн | 317 | | § 10.1. Корреляционные функции системы заряженных частиц. Общее | рассмотрение | 317 | § 10.2. Флуктуации в равновесной плазме. Флуктуационно-диссипативная | теорема | 324 | § 10.3. Спектральное распределение флуктуации в равновесной | бесстолкновительной плазме | 326 | § 10.4. Флуктуации в неравновесной плазме. Неизотермическая | квазиравновесная плазма и плазма с пучком | 333 | § 10.5. Флуктуации и столкновения частиц в плазме | 338 | § 10.6. Рассеяние электромагнитных волн в плазме | 343 | § 10.7. Трансформация волн в плазме | 351 | Задачи к гл. 10 | 354 | | Г л а в а 11. Основы квазилинейной теории колебаний плазмы | 356 | | § 11.1. Уравнения квазилинейной теории колебаний плазмы | 356 | § 11.2. Квазилинейная релаксация плазменных колебаний | 363 | § 11.3. Квазилинейная релаксация пучковой неустойчивости в плазме | 366 | Задачи к гл. 11 | 371 | | Г л а в а 12. Нелинейное взаимодействие волн в плазме | 377 | | § 12.1. Основы нелинейной электродинамики материальных сред | 377 | § 12.2. Многоиндексные тензоры диэлектрической проницаемости | однородной плазмы | 383 | § 12.3. Нелинейное взаимодействие волн в изотропной плазме | 390 | § 12.4. Нелинейные трёхволновые взаимодействия в плазме в поле | сильной электромагнитной волны | 396 | Задачи к гл. 12 | 403 | | Приложения | 409 | Приложение I. Основные операторы теории поля в цилиндрической | системе координат | 409 | Приложение II. Элементы тензорного исчисления | 410 | | Рекомендуемая литература | 416 | Предметный указатель | 418 |
|
Книги на ту же тему- Газовая электроника и физика плазмы в задачах, Швилкин Б. Н., 1978
- Лекции по физике плазмы, Синельников К. Д., Руткевич Б. Н., 1964
- Плазма — четвёртое состояние вещества. — 2-е изд., испр., Франк-Каменецкий Д. А., 1963
- Магнитная гидродинамика, Куликовский А. Г., Любимов Г. А., 1962
- Статистическая механика заряженных частиц, Балеску Р., 1967
- Собрание трудов в двух томах (комплект из 2 книг), Соловьёв Л. С., 2001
- Коллективные явления в плазме. — 2-е изд., испр. и доп., Кадомцев Б. Б., 1988
- Теория многих частиц, Власов А. А., 1950
- Общая теория коллективных переменных, Бом Д., 1964
- Микроволновая диагностика плазмы, Хилд М., Уортон С., 1968
- Основные принципы физики плазмы, Ишимару С., 1975
- Вопросы теории плазмы. Выпуск 3, Леонтович М. А., ред., 1963
- Макроскопическая электродинамика: Учебное пособие для студентов физ. спец. вузов, Галицкий В. М., Ермаченко В. М., 1988
- Курс магнитной гидродинамики, Шерклиф Д., 1967
- Введение в физику плазмы, Смирнов Б. М., 1975
- Проблемы нелинейной оптики (Электромагнитные волны в нелинейных диспергирующих средах) 1961—1963, Ахманов С. А., Хохлов Р. В., 1964
- Лекции по физике плазмы, Франк-Каменецкий Д. А., 1964
- Физика плазмы (стационарные процессы в частично ионизованном газе): Учебное пособие для вузов, Синкевич О. А., Стаханов И. П., 1991
- Введение в физику плазмы, Чен Ф., 1987
- Рассеяние электромагнитного излучения в плазме, Шеффилд Д., 1978
- Классические задачи физики горячей плазмы: Курс лекций, Ильгисонис В. И., 2015
- Физика высокотемпературной плазмы, Саймон А., Томпсон У., 1972
- Волны в магнитоактивной плазме. — 2-е изд., перераб., Гинзбург В. Л., Рухадзе А. А., 1975
- Сверхвысокочастотные методы исследования плазмы, Голант В. Е., 1968
- Волны в магнитоактивной плазме, Гинзбург В. Л., Рухадзе А. А., 1970
- Распространение электромагнитных волн в плазме, Гинзбург В. Л., 1960
- Электродинамика плотных электронных пучков в плазме, Кузелев М. В., Рухадзе А. А., 1990
- Неравновесные и резонансные процессы в плазменной радиофизике, Ерохин Н. С., Кузелев М. В., Моисеев С. С., Рухадзе А. А., Шварцбург А. Б., 1982
- Неравновесные явления: Уравнение Больцмана, Ланфорд III О. Э., Гринберг У., Полевчак Я., Цвайфель П. Ф., Эрнст М. X., Черчиньяни К., Кэфлиш Р. Э., Шпон Г., 1986
- Эховые явления в плазме и плазмоподобных средах, Павленко В. Н., Ситенко А. Г., 1988
- Пучки убегающих электронов и разряды на основе волны размножения электронов фона в плотных газах, Яковленко С. И., ред., 2007
- Неустойчивости плазмы в магнитных ловушках, Михайловский А. Б., 1978
- Математическое моделирование плазмы. — 2-е изд., перераб. и доп., Днестровский Ю. Н., Костомаров Д. П., 1993
- Труды ФИАН; Т. 203. Рентгеновская диагностика лазерной термоядерной плазмы, Склизков Г. В., ред., 1990
- Неустойчивости и турбулентность в низкотемпературной плазме, Артёмов В. И., Левитан Ю. С., Синкевич О. А., 1994
- Известия высших учебных заведений. Радиофизика: Нелинейные волны, 1976
- Диагностика плотной плазмы, Басов Н. Г., Захаренков Ю. А., Рупасов А. А., Склизков Г. В., Шиканов А. С., 1989
- Искусственные пучки частиц в космической плазме, Гранналь Б., ред., 1985
- Введение в нелинейную физику: От маятника до турбулентности и хаоса, Заславский Г. М., Сагдеев Р. З., 1988
- Горячие электроны и сильные электромагнитные волны в плазме полупроводников и газового разряда, Басс Ф. Г., Гуревич Ю. Г., 1975
- Взаимодействие сильных электромагнитных полей с плазмой, Геккер И. Р., 1978
- Введение в нелинейную физику плазмы, Кингсеп А. С., 2004
- Итоги науки и техники: Физика плазмы. Том 3, Шафранов В. Д., ред., 1982
- Итоги науки и техники: Физика плазмы. Том 2, Шафранов В. Д., ред., 1981
- Вопросы теории плазмы. Выпуск 2, Леонтович М. А., ред., 1963
- Вопросы теории плазмы. Выпуск 18, Кадомцев Б. Б., ред., 1990
- Вопросы теории плазмы. Выпуск 17, Кадомцев Б. Б., ред., 1989
- Вопросы теории плазмы. Выпуск 7, Леонтович М. А., ред., 1973
- Вопросы теории плазмы. Выпуск 9, Михайловский А. Б., ред., 1979
- Вопросы теории плазмы. Выпуск 8, Леонтович М. А., ред., 1974
- Процессы переноса в пристеночных слоях плазмы, Котельников В. А., Ульданов С. В., Котельников М. В., 2004
- Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца: Вып. 103. Физика магнитосферы, ионосферы и распространения радиоволн, Жеребцов Г. А., ред., 1995
- Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца: Вып. 104. Физика Солнца и космической плазмы, Жеребцов Г. А., ред., 1996
- Квантово-статистические модели высокотемпературной плазмы и методы расчёта росселандовых пробегов и уравнений состояния, Никифоров А. Ф., Новиков В. Г., Уваров В. Б., 2000
- Частично ионизованные газы, Митчнер М., Кругер Ч., 1976
- Физика и химия газовых разрядов в пучках СВЧ-волн, Коврижных Л. М., ред., 1994
- Теория распространения радиоволн в ионосфере, Гинзбург В. Л., 1949
- Нелинейные волны в диспергирующих средах, Карпман В. И., 1973
- Теория волн, Виноградова М. Б., Руденко О. В., Сухоруков А. П., 1979
- Линейные и нелинейные волны, Уизем Д., 1977
|
|
|