4 курс, 7-8 семестры, 36+32 часа.
1. Термодинамическое равновесие. Распределение Больцмана. Статистическая сумма. Температура. Статистические суммы атома, осциллятора, ротатора. Континуум. Распределение Максвелла-Больцмана. Ионизационное равновесие. Формула Саха. Термометр Саха. Излучение. Формула Планка. Локальное термодинамическое равновесие. Принцип детального равновесия.
2. Квазиравновесные газы, плазма. Миграция частиц, энергии. Явления переноса. Потоки. Длина пробега. Коэффициенты переноса.
3. Распределение ближайшего соседа. Среднее расстояние между частицами.
4. Идеальная плазма. Дебаевское экранирование. Коллективное взаимодействие. Равновесная и неравновесная плазма. Столкновения в плазме. Кулоновский логарифм. Кулоновская плазма. Слабоионизированная плазма.
5. Бесстолкновительная плазма. Ленгмюровские колебания. Электромагнитная волна в плазме. Отражение. Диагностика плотности плазмы. Ионосфера.
6. Случайные блуждания. Дрейф и диффузия. Соотношение Эйнштейна. Проводимость. Подвижность.Ток. Джоулев нагрев. Амбиполярная диффузия.
7. Механизмы рождения и гибели носителей тока. Классическое импульсное приближение. Формулы Томсона. Частота ионизации. Коэффициент тройной рекомбинации.
8. Пробой. Коэффициенты Таунсенда. Критерий Пашена.
9. Диффузионный тлеющий разряд. Поле Шоттки. Температура электронов.
10. Катодный слой газового разряда. Подвижность ионов. Резонансная перезарядка. Подвижность ионов в своем и чужом газе. Катодные пятна.
11. Взаимодействие плазмы с поверхностью. Пристеночные явления. Травление стенки.
12. Кинетика плазмы. Масштабы длин и времен. Функция распределения. Моменты функции распределения.
13. Двучленное приближение Лоренца. Поток. Диффузия и термодиффузия. Коэффициенты диффузии и термодиффузии. Подвижность и скорость дрейфа. Соотношение Эйнштейна.
14. Поток в пространстве скоростей. Нагрев электронов в электрическом поле. Упругие столкновения. Охлаждение электронов.
15. Кинетическое уравнение. Упругие столкновения. Неупругие столкновения. Кинетическое уравнение "выше порога ионизации". Внешний ионизатор.
16. Процессы гибели электронов. Диссоциативная рекомбинация и прилипание электронов. Конверсия атомарных ионов в молекулярные.
17. Кинетическое уравнение в безразмерных переменных. Численное решение кинетического уравнения.
18. Зонд в плазме. Измерение плотности, температуры и функции распределения.
19. Атомные фотопроцессы в приближении Крамерса. Тормозное излучение. Фоторекомбинация и фотоионизация. Спонтанное излучение и поглощение.
20. Уширение спектральных линий.
21. Газовые лазеры. Колебательная кинетика в молекулярных газах. Колебательная температура. СО2 -лазер. Распределение Тринора. СО-лазер. Химические реакции. Закон Аррениуса. Химические лазеры.
Литература:
- Райзер Ю.П. Физика газового разряда М., Наука, 1987.
- Голант В.Е., Жилинский А.П., Сахаров С.А. Основы физики плазмы. М., Атомиздат, 1977.
- Смирнов Б.М. Атомные столкновения и элементарные процессы в плазме. М., Атомиздат, 1968.