год издания — 1990, кол-во страниц — 336, ISBN — 5-02-014039-2, тираж — 1630, язык — русский, тип обложки — твёрд. 7Б, масса книги — 400 гр., издательство — Физматлит

цена: 700.00 руб

Сохранность книги — хорошая

Рецензент
д-р ф.-м. наук В. И. Шевченко

Формат 60x90 1/16. Бумага книжно-журнальная. Печать высокая

Рассмотрены электромагнитные свойства плотных электронных пучков применительно к проблемам транспортировки энергии, их релаксации в плазме, усиления и генерации электромагнитного излучения в плазменной и вакуумной СВЧ-электронике. Изложены линейные и нелинейные аспекты взаимодействия пучков с электромагнитными волнами в плазме, волноводах, ондуляторах. Построена теория плазменных генераторов электромагнитного излучения на электронных пучках.

Для научных работников и инженеров, работающих в области электродинамики плазмы и физической электроники, а также аспирантов и студентов радиофизических отделений вузов, специализирующихся в этих областях.

Табл. 4. Ил. 105. Библиогр.: 236 назв.

В последние десятилетия в связи с успехами высоковольтной импульсной техники и техники формирования мощных релятивистских электронных и ионных пучков вновь возродилась и начала бурно развиваться плазменная электроника. В настоящее время плазменная электроника охватывает очень широкий круг как чисто научных, так и прикладных проблем. Прежде всего предметом плазменной электроники является изучение новых методов получения сильноточных пучков электронов и ионов, плазменных обострителей напряжения, пучкового возбуждения и ионизации газов, пучкового пробоя и плазменно-пучкового разряда, нейтрализации пространственного заряда и тока пучков, устойчивости их транспортировки. Предметом плазменной электроники является также исследование коллективных процессов релаксации пучков заряженных частиц в плазме и нагрева плазмы до высоких, термоядерных температур. Плазменная электроника изучает и коллективные методы ускорения заряженных частиц, и ускорение ионов плазменными и электромагнитными полями, возбуждаемыми плотными электронными пучками.

Особое место в плазменной электронике занимает проблема электромагнитного взаимодействия электронных пучков с плазмой, пучковая неустойчивость и вынужденное излучение пучков в плазме. Эта проблема имеет огромное прикладное значение, поскольку она открывает возможность прямого преобразования направленной энергии электронных пучков в энергию когерентного электромагнитного излучения в широком диапазоне длин волн, начиная от дециметрового диапазона и вплоть до оптического и даже рентгеновского диапазонов. Учитывая огромные мощности импульсных электронных пучков, осваиваемых в плазменной электронике, есть все основания считать, что плазменные сильноточные источники электромагнитного излучения окажутся рекордными по мощности.

В настоящей книге изложены основы электродинамики плотных электронных пучков в плазме. В ней последовательно изучены физические механизмы электромагнитного взаимодействия электронных пучков с плазмой, приводящие к развитию излучательных плазменно-пучковых неустойчивостей. Эти неустойчивости сопровождаются преобразованием энергии электронных пучков в энергию электромагнитного излучения, которая либо релаксирует в плазме, либо излучается из плазмы. Оба этих процесса представляют прикладной интерес либо для нагрева плазмы возбуждаемыми пучком электромагнитными полями, либо для создания мощных источников когерентного электромагнитного излучения. Именно под таким углом зрения изложен основной материал книги. Лишь последняя глава посвящена теории наиболее опасных неизлучательных пучковых неустойчивостей, которые играют важную роль при реализации плазменных усилителей и генераторов электромагнитного излучения на сильноточных электронных пучках.

Значительное место в книге отведено изложению теории вынужденного излучения электронных пучков в системах без плазменного заполнения — диэлектрических волноводах, ондуляторах, системах с внешней электромагнитной накачкой или внешним статическим магнитным полем. Обсуждаются также основы общей теории релаксации электронных пучков, излучающих в электродинамических системах (как плазменных, так и вакуумных) достаточно общего вида.

Естественно, книга не может претендовать на исчерпывающую полноту излагаемого теоретического материала. Такая полнота в настоящее время вряд ли и возможна. Плазменная электроника является сравнительно новой областью физики плазмы, для которой характерно обилие нерешённых, а подчас и не до конца сформулированных проблем. Поэтому мы надеемся, что наша книга окажется полезной физикам, работающим на «переднем крае» плазменной электроники и электродинамики пучков заряженных частиц.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Предисловие	3

Г л а в а I. Механизмы вынужденного излучения электронных пучков	5
§ 1. Спонтанное излучение	5
§ 2. Одночастичные вынужденные процессы	8
§ 3. Коллективные вынужденные процессы	12
§ 4. Аномальный и нормальный эффекты Доплера	16
§ 5. Вынужденное циклотронное излучение	20
§ 6. Механизмы нелинейной стабилизации вынужденных
процессов	22
§ 7. Кинетические эффекты	27

Г л а в а I I. Линейная теория взаимодействия электронных пучков с
пространственно-ограниченной плазмой	30
§ 8. Дисперсионное уравнение линейной теории	30
§ 9. Одночастичный эффект Черенкова и апериодические
неустойчивости в плазме с пучком	40
§ 10. Решение граничной задачи и трансформация волн	43
§ 11. Поперечно-неоднородные плазменно-пучковые системы и
коллективный эффект Черенкова в плазменно-пучковом
волноводе	46
§ 12. Усиление колебаний в диэлектрическом волноводе с
плотным пучком	52

Г л а в а I I I. Нелинейная теория усиления колебаний в плазме с
пучком большой плотности	59
§ 13. Асимптотические нелинейные уравнения	59
§ 14. Численное моделирование нелинейной динамики усиления
«косых» волн	63
§ 15. Усиление волн в плазме с немоноэнергетическим пучком
и эффект ускорения	69
§ 16. Плазменный волновод с сильноточным пучком и эффект
расслоения пучка	77
§ 17. Усиление «косых» волн в диэлектрическом
полупространстве	83

Г л а в а I V. Нестационарная теория плазменно-пучкового
взаимодействия и плазменный СВЧ-генератор	86
§ 18. Гранично-начальная задача	86
§ 19. Пространственно-временная модуляция сильноточного пучка
в плазменном волноводе	93
§ 20. Теория плазменного СВЧ-генератора	96
§ 21. Плазменный генератор на кабельной волне	101

Г л а в а V. Трёхволновые процессы в плазменном волноводе с тонким
электронным пучком	109
§ 22. Классификация трёхволновых процессов в
плазменно-пучковом волноводе	109
§ 23. Нелинейные уравнения трёхволнового взаимодействия	114
§ 24. Разложение по степеням поля — линейное приближение
и квадратичная нелинейность	120
§ 25. Нелинейная динамика трёхволнового взаимодействия	125
§ 26. Разложение по степеням поля — кубичная нелинейность	130
§ 27. Уравнения многоволновых взаимодействий	134
§ 28. Релятивистские трёхволновые уравнения	138

Г л а в а V I. Нелинейная теория излучательных неустойчивостей
прямолинейных электронных пучков	144
§ 29. Механизмы стабилизации неустойчивостей прямолинейных
пучков	144
§ 30. Резонансная неустойчивость Бунемана	152
§ 31. Метод разложения по траекториям в теории коллективного
эффекта Черенкова нерелятивистских электронных пучков	157
§ 32. Метод разложения по импульсам в теории коллективного
эффекта Черенкова релятивистских пучков	166
§ 33. Волны плотности заряда сильноточных пучков	171
§ 34. Функция распределения и уширение спектров излучения
в режиме коллективного эффекта Черенкова	180

Г л а в а V I I. Вынужденное излучение прямолинейных пучков в
периодических структурах	185
§ 35. Излучение в периодических волноводах	185
§ 36. Излучение в электростатическом ондуляторе.
Электростатический лазер на свободных электронах	191
§ 37. Эффективность СВЧ-излучателей на прямолинейных
электронных пучках	199

Г л а в а V I I I. Излучение пучками в конечном магнитном поле	204
§ 38. Излучение спиральных волн в режиме аномального эффекта
Доплера и слабая турбулентность	204
§ 39. Аномальный эффект Доплера в плотных и релятивистских
пучках	210
§ 40. Взаимодействие пучковых спиральных волн	217
§ 41. Неустойчивость газа релятивистских осцилляторов и эффект
отрицательной массы	222
§ 42. Теория гиротрона	234

Г л а в а I X. Излучение незамагниченных электронных пучков	246
§ 43. Нелинейный эффект Черенкова	246
§ 44. Вынужденное рассеяние и излучение волн на
незамагниченом электронном пучке	258
§ 45. Вынужденное излучение в магнитостатическом ондуляторе	266

Г л а в а X. Кинетическая теория излучения и поглощения волн при
аномальном и нормальном эффектах Доплера	274
§ 46. Возбуждение спиральных волн немоноэнергетическим
электронным пучком	274
§ 47. Излучение и поглощение волн пучком каналированных
электронов	290

Г л а в а XI. Неизлучательные пучковые неустойчивости	296
§ 48. Предельный вакуумный ток	296
§ 49. Предельный ток скомпенсированного пучка	299
§ 50. Электромагнитная теория неустойчивости Пирса	304
§ 51. Нелинейная динамика неустойчивости Пирса	308
§ 52. Резонансная неустойчивость Бунемана в неодномерном
пространстве дрейфа. Электромагнитная теория	312

Список литературы	324

Книги на ту же тему

Волны в магнитоактивной плазме. — 2-е изд., перераб., Гинзбург В. Л., Рухадзе А. А., 1975
Основы электродинамики плазмы: Учебник для физических специальностей университетов. — 2-е изд., перераб. и доп., Александров А. Ф., Богданкевич Л. С., Рухадзе А. А., 1988
Теория нелинейных явлений в приборах сверхвысоких частот, Роу Д. Е., 1969
Замедляющие системы, Тараненко З. И., Трохименко Я. К., 1965
Плазменные источники электронов, Крейндель Ю. Е., 1977
Итоги науки и техники: Физика плазмы. Том 5, Шафранов В. Д., ред., 1984
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
Химия плазмы. Вып. 3, Смирнов Б. М., ред., 1976
Вопросы теории плазмы. Выпуск 7, Леонтович М. А., ред., 1973
Вопросы теории плазмы. Выпуск 8, Леонтович М. А., ред., 1974
Вопросы теории плазмы. Выпуск 9, Михайловский А. Б., ред., 1979
Известия высших учебных заведений. Радиофизика: Нелинейные волны, 1976
Ускорители заряженных частиц, Воробьёв А. А., 1949

elapsed time 0.020 sec

/Наука и Техника/Физика

ОГЛАВЛЕНИЕ

Книги на ту же тему