Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://foroff.phys.msu.ru/phys/programs/nn/elec/pl.htm
Дата изменения: Sun Jul 6 05:18:31 2008
Дата индексирования: Tue Oct 2 01:02:28 2012
Кодировка: koi8-r
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛАЗМЫ

Министерство образования Российской Федерации
Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

"УТВЕРЖДАЮ"
Декан радиофизического факультета
профессор ___________ С.Н. Гурбатов

 УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
курса
"ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛАЗМЫ"
для специальности
071500 - Радиофизика и электроника
(цикл специальных дисциплин)
Н.Новгород - 2001

1. Организационно-методический раздел.

    Программа предназначена для подготовки специалистов по радиофизической специальности "Радиофизика и электроника". Курс "Экспериментальные методы исследования плазмы" читается в 9 семестре и является продолжением курса "Электромагнитные волны в плазме".
    Целью курса является изучение основных коллективных и элементарных процессов в плазме и выработка навыков их практического использования для получения и диагностики газоразрядной плазмы. Преподавание курса направлено на освоение студентами экспериментальной базы радиофизики в приложении к физике плазмы. В курсе разбираются основные методы получения и исследования газоразрядной плазмы для разных технических приложений (плазмохимия, управляемый термоядерный синтез, моделирование ионосферных явлений и т.д.), оцениваются возможности этих методов при использовании конкретных схем и приборов, анализируется современное состояние плазменной и диагностической техники и делается прогноз о направлениях ее дальнейшего развития.

В процессе изучения курса студенты должны освоить:

2. Содержание курса.

I. ВВЕДЕНИЕ.

Предмет и содержание курса. Определение диагностики. Цели плазменной диагностики. Классификация методов диагностики. Влияние успехов в разработке новых методов диагностики на развитие физики плазмы.

II. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛАЗМЫ.

Классификация разрядов. Определение пробойного поля. Несамостоятельный разряд. Электроионизационные оптические квантовые генераторы. Тлеющий разряд. Структура и вольтамперная характеристика тлеющего разряда. Применение тлеющего разряда. Дуговые разряды. Положительный столб и анодная область дугового разряда. Дуга с накальным катодом. Импульсный сильноточный разряд. Основные элементы электрической схемы импульсного сильноточного разряда. Плазменные пушки Маршалла и Бостика. Плазменный фокус. Q - машины. Высокочастотные разряды.

III. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕРМОЯДЕРНЫЕ УСТАНОВКИ.

Стационарные термоядерные установки (пробкотроны, стеллараторы, токамаки). Импульсные термоядерные установки (пинчи, плазменный фокус, лайнеры). Многопроточные ловушки. Электронный и лазерный управляемый термоядерный синтез. Методы дополнительного нагрева плазмы: джоулев нагрев, турбулентный нагрев, инжекция быстрых частиц, ВЧ и СВЧ методы нагрева плазмы.

IV. ОСНОВНЫЕ МАКРОСКОПИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ.

Измерение тока разряда. Измерение напряжений. Методы определения коэффициентов переноса. Полные радиационные потери. Фотографические методы исследования плазмы. Измерение полей в плазме. Волномеры и анализаторы спектра.

 V. КОНТАКТНЫЕ МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ ПЛАЗМЫ.

Электрический зонд в плазме. Вольтамперная характеристика одиночного зонда. Определение температуры и плотности электронов, функции распределения электронов по энергиям. Недостатки и трудности метода. Двойной зонд. Определение температуры и плотности электронов двойным зондом. Многоэлектродный зонд - электростатический анализатор энергии частиц. Условия на элементы конструкции зонда и ограничения на параметры плазмы. Определение функций распределения электронов и ионов по энергиям. Пассивная корпускулярная диагностика. Методы регистрации и анализа частиц плазмы. Анализаторы заряженных частиц. Зондирование плазмы пучками заряженных и нейтральных частиц. Определение плотности плазмы и нейтрального газа. Определение величины и спектров электрических и магнитных полей.

VI. БЕСКОНТАКТНЫЕ МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ.

Микроволновая диагностика. Определение параметров плазмы по отраженному сигналу и по прошедшей волне. Интерферометры. Исследование плазмы по рассеянию электромагнитных волн на плазменных неоднородностях. Резонаторный метод. Волноводные методы определения Определение температуры и плотности электронов плазмы. Оптические методы диагностики. Определение электронной температуры по интенсивности излучения линейного спектра. Определение плотности плазмы. Определение параметров плазмы по форме контура спектральных линий. Измерение электрических полей в плазме оптическими методами. Внутрирезонаторная спектроскопия. Рассеяние света на флуктуациях плотности плазмы.

VII. ДИАГНОСТИКА ТВЕРДОТЕЛЬНОЙ ПЛАЗМЫ.

Эффективная масса электрона. Коэффициент отражения от пленочной структуры. Эллипсометрия. Зондовые методы. Индуктивный и емкостный методы.

Лабораторные занятия по курсу (9 семестр, 30 часов).

  1. Определение параметров плазменного столба по его резонансной характеристике.

3. Распределение часов курса по темам и видам работ.

N
п/п

Наименование
тем и разделов

Всего
часов

Аудиторные занятия

Самостоятельная
работа

Лекции

Практические
занятия
 

I

2

1

-

1
 

II

9

6

-

3
 

III

9

6

-

3
 

IV

6

4

-

2
 

V

12

8

-

4
 

VI

13

9

-

4
 

VII

9

6

-

3
 

ИТОГО:

60

40

-

20

4. Формы текущего, промежуточного и итогового контроля.

Итоговый контроль: зачет в конце 9-го семестра.

5. Учебно-методическое обеспечение курса.

5.1. Рекомендуемая литература (основная).

  1. Лохте-Хольтгревен В. Методы исследования плазмы. М.: Мир, 1971.
  2. Холдстоун Р., Леонард С. Диагностика плазмы. М.: Мир, 1967.
  3. Кузнецов Э.И., Щеглов Д.А. Методы диагностики высокотемпературной плазмы. М.: Атомиздат, 1974, 159 с.
  4. Павлов Л.П. Методы определения основных параметров полупроводниковых материалов. М.: Высшая школа, 1975, 206 с.
  5. Грановский В.Л. Электрический ток в газах. М.: Наука, 1971, 543 с.
  6. Мак-Дональд А. Сверхвысокочастотный пробой в газах. М.: Мир, 1969, 205 с.
  7. Киреев П.С. Физика полупроводников. М.: Высшая школа, 1975, 584 с.

5.2. Рекомендуемая литература (дополнительная).

  1. Подгорный И.М. Лекции по диагностике плазмы. М.:Атомиздат, 1968, 219 с.
  2. Голант В.Е. Сверхвысокочастотные методы исследования плазмы. М.: Наука, 1968, 327 с.
  3. Козлов О.В. Электрический зонд в плазме. М.: Атомиздат, 1969, 291 с.
  4. Грим Г. Уширение спектральных линий в плазме. М.: Мир, 1978.
  5. Гиппиус А.А., Павлова Л.С., Поляков В.М. Диагностика низкотемпературной плазмы по спектрам ее собственного излучения в СВЧ и субмиллиметровом диапазонах. М.: Энергоиздат, 1981, 134 с.
  6. Энгель А. Ионизованные газы. М.: Физматгиз, 1959.
  7. Мак-Даниэль И. Процессы столкновений в ионизованных газах. М.: Мир, 1967, 832 с.
  8. Рутберг Ф.Г. Генераторы плазменных струй и сильноточные дуги. Л.: Наука, 1973.
  9. Кролл Н., Трайвелпилс А. Основы физики плазмы. М.: Мир, 1975, 528 с.

Составитель программы:
профессор Г.А. Марков
Зав. каф. электродинамики,
академик РАН, профессор В.И. Таланов