Ю. П. Райзер Физика газового разряда. М.: Наука, 1987. 592

Описание курса ФИЗИКА ГАЗОВЫХ РАЗРЯДОВ

Цель курса

– обеспечение базовой подготовки в области физики плазмы. Изучение процессов протекающих в ионизованных средах, различных типов разрядов и характеристик плазмы, формируемых ими для использования в современных технологиях. Приобретение учащимися базовых знаний в области физики газового разряда и практических навыков работы с системами диагностики параметров плазмы, в проведении физического эксперимента в наиболее динамично развивающихся направлениях прикладной физики.

Организационно-методическое построение курса.

Курс состоит из лекций и практических занятий, предусмотрено выполнение контрольного практического задания или курсовой работы (по выбору). Поскольку программа курса предусматривает изучение большого количества вопросов, часто составляющих содержание отдельных курсов, то из-за ограниченного объема часов рассматриваются лишь те вопросы, которые способствуют пониманию основ процессов, протекающих в газоразрядной плазме, принципа работы основных типов источников плазмы. Курс предполагает знание учащимися материала, входящего в учебный план обучения бакалавра классического университета по направлению подготовки – физика.

Лекции построены на принципе последовательного изложения материала и реализуют непрерывную подготовку в рамках учебной программы в условиях межпредметных взаимосвязей. Лекции проходят с демонстрацией иллюстративного видеоматериала (слайдов и т.п.), с использованием мультимедийного проекционного оборудования, с демонстрацией газоразрядных процессов на действующих лабораторных стендах.

Обязательная литература:

1.
Ю.П. Райзер Физика газового разряда. М.: Наука, 1987. 592
c
.

2.
Б.М. Смирнов Атомные столкновения и элементарные процессы в плазме. М.: Атомиздат, 1968.
364
c
.

3.
А.И. Морозов Введение в плазмодинамику. М.: Физматлит, 2006. 571 с.

4.
Диагностика плазмы. Под ред. Р. Хадлстоуна и С.Леонарда. Мир, 1967.
516
с.

5.
Методы исследования плазмы. Под ред. В. Лохте-Хольтгревена. Мир, 1971. 552 с.

6.
Ю.А. Лебедев Введение в зондовую диагностику плазмы пониженного давления. М.: изд.МИФИ, 2003. 56 с.

7.
В.Е. Голант Сверхвысокочастотные методы исследования плазмы. Наука, 1968. 328 с.

8.
Л.С.Полак, А.А.Овсянников и др. Теоретическая и прикладная плазмохимия. М.: Наука, 1975. 284 с.

9.
Прикладная химия плазмы. Под ред. Ю.А. Лебедева, П.А. Платэ, В.Е. Фортова. М.: Янус-К. 2006.
342
с
.

10.
N.St.J.Braithwaite Introduction to gas discharges // Plasma Sources Sci. Technol. 9
(2000) p.p. 517-52

11.
H.Conrads and M. Schmidt Plasma generation and plasma sources // Plasma Sources Sci. Technol. 9
(2000) p.p. 441-454

12.
M.A. Lieberman, A.J. Lichtenberg Principles of plasma discharges and materials processing. New York: John Wiley& Sons Inc., 1994. 572 p

13.
В.В. Андреев, А.А. Балмашнов Лабораторный практикум: «Экспериментальные методы в физике плазмы»:
Учеб. пособие / Москва.: Издательство Российского университета дружбы народов. 1994. 109 с.

14.
F.F.Chen Principles of plasma processing (lecture course) UCLA 2002.

15.

16.
Е.И. Карпенко, В.Е. Месерле Введение в плазменно энергетические технологии использования твердых топлив. Новосибирск: Наука. Сиб. изд. фирма РАН. 1997. 119 с.

17.
В.Д. Русанов, А.А. Фридман Физика химически активной плазмы. М.: Наука, 1984. 184 с.

Дополнительная литература:

1. Е.П. Велихов, А.С. Ковалев Физические явления в газоразрядной плазме. М.: Наука, 1987.
160 с.

2. В.Е. Фортов и др. Физика неидеальной плазмы. М.: Физматгиз, 2004.
224 с.

3. Энциклопедия низкотемпературной плазмы. Т.2, Т.3. М.: Наука, 2000.

4. Н. Кролл, А. Трайвелпис Основы физики плазмы. М.: Мир, 1975. 525 с.

5. Ю.П. Райзер, М.Н. Шнейдер, Н.А. Яценко Высокочастотный емкостной разряд. М.: Наука, 1995. 325 с.

6. Н.Н. Семашко и др. Инжекторы быстрых атомов. М.: Энергоиздат, 1981. Гл.
III
.

7. А.Б. Ваганов и др. Многофункциональный воздушно-плазменный медицинский аппарат. В сб. «Плазменная техника и плазменные технологии». М.: Изд. МГТУ им Н.Э Баумана, 2003.

8.
Энциклопедия низкотемпературной плазмы. Под ред. В.Е.Фортова М.: Наука.
2000. Т.3, разд.
VIII
,
IX
; Т.4 разд.
XI
.

9.
В.В. Лебедева Техника оптической спектроскопии. Москва.: Изд-во МГУ, 1986. 352 с.

10.
Л.С. Горн, Б.И. Хазанов Современные приборы для измерения ионизирующих излучений. М.: Энергоатомиздат, 1989. 232 с.

11.
Л. Хаксли, Р. Кромптон Диффузия и дрейф электронов в газах.М.: Мир, 1977. 672 с.

12.
Encyclopedia of Physics. Vol. XXII Gas discharges II. Edit by S.Flugge, Berlin: Springer-Verlag, 1956. 253 p

Самостоятельный разряд.
Пробой и зажигание самостоятельного разряда в постоянном, однородном электрическом поле. Изменение тока разряда во времени. Потенциал зажигания.

Литература:

Обязательная:

1.
Ю.П. Райзер Физика газового разряда. М.: Наука, 1987. С. 355 - 407.

Дополнительная:

Encyclopedia of Physics. Vol. XXII Gas discharges II. Edit by S.Flugge, Berlin: Springer-Verlag, 1956. 253 p

Тлеющий разряд.
Распределение параметров разряда по длине разрядного промежутка. ВАХ тлеющего разряда. Определение условий зажигания тлеющего разряда и его поддержания.

Литература:

Обязательная:

1.
Ю.П. Райзер Физика газового разряда. М.: Наука, 1987. С. 355 – 407.

Дополнительная:

1.
N.St.J.Braithwaite Introduction to gas discharges // Plasma Sources Sci. Technol. 9
(2000) p.p. 517-527

2.
Encyclopedia of Physics. Vol. XXII Gas discharges II. Edit by S.Flugge, Berlin: Springer-Verlag, 1956. 253 p.

Катодный слой и положительный столб тлеющего разряда
. Переходные области, диффузионные процессы, контракция, стратифицирование и т.д.

r />

Литература:

Обязательная:

1.
Ю.П. Райзер Физика газового разряда. М.: Наука, 1987. С. 366 - 378.

Дополнительная
:

1.
N.St.J.Braithwaite Introduction to gas discharges // Plasma Sources Sci. Technol. 9
(2000) p.p. 517-52
7

2.
Encyclopedia of Physics. Vol. XXII Gas discharges II. Edit by S.Flugge, Berlin: Springer-Verlag, 1956. 253 p.

Дуговые разряды и основные процессы в них
. Образование и динамика развития лавин.

Литература:

Обязательная:

1.
Ю.П. Райзер Физика газового разряда. М.: Наука, 1987. С. 414 - 448.

Дополнительная
:

1.
Encyclopedia of Physics. Vol. XXII Gas discharges II. Edit by S.Flugge, Berlin: Springer-Verlag, 1956. 253 p.

Искровой разряд
(лавина, стример), критерий возникновения. Коронный разряд.
Критерий зажигания. ВАХ коронного разряда. Коронный разряд в высоковольтных линиях передач.

Литература:

Обязательная:

1.
Ю.П. Райзер Физика газового разряда. М.: Наука, 1987. С. 486 - 528.

Дополнительная:

1.
M.A. Lieberman, A.J. Lichtenberg Principles of plasma discharges and materials processing. New York: John Wiley& Sons Inc., 1994. 572 p

Высокочастотный разряд
.

ВЧ - емкостной разряд. Критерий зажигания. ВАХ ВЧЕ разряда. Две формы ВЧЕ разряда. ВЧ – индукционный разряд. Критерий зажигания. ВАХ разряда.

Литература:

Обязательная:

1.
Ю.П. Райзер Физика газового разряда. М.: Наука, 1987. С. 530 – 560.

Дополнительная:

1.
M.A. Lieberman, A.J. Lichtenberg Principles of plasma discharges and materials processing. New York: John Wiley& Sons Inc., 1994. 572 p

2.
H.Conrads and M. Schmidt Plasma generation and plasma sources // Plasma Sources Sci. Technol. 9
(2000) p.p. 441-454

Оптический разряд.

Критерий зажигания.

Литература:

Обязательная:

1. Ю.П. Райзер Физика газового разряда. М.: Наука, 1987. С. 340 – 348; 560 – 569
.

СВЧ-разряд.

СВЧ- пробой, предельные pd для пробоя. Уравнение кинетики ионизации СВЧ-разряда. Функция распределения частиц по энергиям в СВЧ разряде. СВЧ-разряд в резонаторе.

Литература:

Обязательная:

1.
Ю.П. Райзер Физика газового разряда. М.: Наука, 1987. С. 327 – 330.

Дополнительная:

1.
В.Е. Голант Сверхвысокочастотные методы исследования плазмы. Наука, 1968. 328 с.

2.
N.St.J.Braithwaite Introduction to gas discharges // Plasma Sources Sci. Technol. 9
(2000) p.p. 517-527

3.
H.Conrads and M. Schmidt Plasma generation and plasma sources // Plasma Sources Sci. Technol. 9
(2000) p.p. 441-454

4.
M.A. Lieberman, A.J. Lichtenberg Principles of plasma discharges and materials processing. New York: John Wiley& Sons Inc., 1994. 572 p.

Принципы подобия разрядов.

Литература:

Обязательная:

1.
Ю.П. Райзер Физика газового разряда. М.: Наука, 1987. С.

Разряды в лазерах непрерывного действия.

Газовые лазеры. Принцип генерации, основные процессы. Практическая реализация газовых лазеров - две модели.

Литература:

Обязательная:

1.
Ю.П. Райзер Физика газового разряда. М.: Наука, 1987. С. 340 – 348; 560 – 569.

Дополнительная:

1.
F.F.Chen Principles of plasma processing (lecture course) UCLA 2002.

Практические приложения газовых разрядов.

Плазмохимические технологии. Технологии напыления и ионной обработки материалов. Ионные источники для различных приложений.

Литература:

Обязательная:

1.
Ю.П. Райзер Физика газового разряда. М.: Наука. 1987. С.

Дополнительная
:

1.
H.Conrads and M. Schmidt Plasma generation and plasma sources // Plasma Sources Sci. Technol. 9
(2000) p.p. 441-454

2.
M.A. Lieberman, A.J. Lichtenberg Principles of plasma discharges and materials processing. New York: John Wiley& Sons Inc., 1994. 572 p.

3.
F.F.Chen Principles of plasma processing (lecture course) UCLA 2002.

Примерный перечень тем курсовых работ и контрольных практических заданий.

Темы курсовых работ:

· Дрейф заряженных частиц плазмы в присутствии неоднородного магнитного поля.

· Продольная и поперечная диффузия заряженных частиц в присутствии электрического и магнитного полей.

· Механизмы формирования отрицательных ионов и устройства их реализующие.

· Механизмы формирования многозарядных ионов и устройства их реализующие.

· СВЧ источники плазмы для вакуумных технологий.

· ЭЦР инжекторы плазменных потоков.

· Микроволновые источники молекулярных ионов

· Микроволновые источники тормозного излучения

· Изучение тлеющего разряда с полым катодом

· Изучение тлеющего разряда с накальным катодом

·

Темы контрольных практических заданий:

· Изучение спектрального излучения тлеющего разряда с накаленным катодом в неоне.

· Эмиссионный зонд

· Зонд Стензела

· Изучение тлеющего разряда в магнитном поле

· Регистрациия энергетического распределения вторичных электронов.

· Электродный СВЧ разряд атмосферного давления в углеродсодержащих газов.

· Многосеточный анализатор энергетического распределения заряженных частиц.

· Резонаторная диагностика тлеющего разряда

· Импедансные измерения параметров плазмы тлеющего разряда

Программу составил:

к.ф.м.н., доцент кафедры экспериментальной физики Андреев Виктор Викторович (р.т. 955-08-27
vvandreev
@
mail
.
ru
)