Русский ES EN

+7 (499) 724-25-45

Обложка Кузелев М.В., Рухадзе А.А., Стрелков П.С. Плазменная релятивистская СВЧ-электроника

Id: 235697

40.9 EUR

Кузелев М.В., Рухадзе А.А., Стрелков П.С. Плазменная релятивистская СВЧ-электроника Изд. 2, доп.

URSS. 2018. 624 с. ISBN 978-5-9710-5370-5.

Белая офсетная бумага

Твердый переплет

Аннотация

В данном учебном пособии последовательно изложены современные представления бурно развивающейся в настоящее время области физической электроники --- плазменной релятивистской СВЧ-электроники, использующей в качестве источника излучения импульсные сильноточные релятивистские пучки. Рассмотрена общая теория различных механизмов вынужденного излучения релятивистских электронных пучков: черенковского, циклотронного, ондуляторного и при нормальном ...(Подробнее)и аномальном эффектах Доплера. Большинство типов релятивистских источников СВЧ-излучения, генераторов и усилителей, мазеров и лазеров на свободных электронах построено на этих эффектах. Плазменные источники СВЧ-излучения основаны на вынужденном излучении релятивистского электронного пучка в плазменном резонаторе. Именно ему и уделяется основное внимание. Также затрагиваются некоторые вопросы вакуумной релятивистской электроники.

Книга охватывает обширный круг проблем физики плазмы и физики сильноточных электронных пучков. В ней представлены новейшие теоретические и экспериментальные данные по плазменным источникам СВЧ терагерцевого излучения, полученные в лабораториях физических институтов и ядерных научных центров России.

Содержание учебного пособия соответствует курсу лекций, читаемых в МГТУ им. Н. Э. Баумана, МГУ им. М. В. Ломоносова, Харьковском университете им. В. И. Каразина, Нижегородском университете им. Н. И. Лобачевского, а также Санкт-Петербургском, Новосибирском, Киевском, Саратовском и Дагестанском университетах.

Предназначается для студентов старших курсов университетов, аспирантов и научных работников, специализирующихся в области физики плазмы и плазменной электроники.

Подробная информация:

Оглавление Об авторах

Физика > Физика плазмы. Электронные и ионные явления ; Теоретическая физика (курсы)

Техника > Радиоэлектроника. Оптоэлектроника > Электроника

Для аспирантов

Для учащихся > Для студентов

Для специалистов, научных работников

Учебные издания > Учебники

Книги того же автора(ов):

Оглавление

Предисловие ко второму изданию				9
Глава 1. Методы описания плазмы				10
1.1. Общие сведения о плазме				10
1.2. Кинетическое уравнение с самосогласованным полем. Столкновения частиц в плазме				17
1.3. Многожидкостная гидродинамика холодной плазмы				23
1.4. Одножидкостная гидродинамика неизотермической плазмы				26
1.5. Уравнения электромагнитного поля, материальные уравнения и граничные условия				29
Глава 2. Колебания и волны в плазме				35
2.1. Линейное приближение и дисперсионное уравнение				35
2.2. Электромагнитные волны в неограниченной изотропной плазме				40
2.3. Электромагнитные волны в полностью замагниченной неограниченной плазме				47
2.4. Ограниченная холодная изотропная плазма. Поверхностные волны				51
2.5. Ограниченная холодная анизотропная плазма. Объемно-поверхностные волны				59
2.6. Простейшие волны в одномерном потоке плазмы				63
2.7. Начальная задача				66
2.8. Граничная задача				73
Глава 3. Электромагнитные волны в плазменных волноводах				79
3.1. Основные уравнения электромагнитных волн в плазменных волноводах				79
3.2. Плазменный волновод в бесконечно сильном внешнем магнитном поле				86
3.3. Модель бесконечно тонкой полностью замагниченной плазмы				99
3.4. Плазменный волновод в отсутствие внешнего магнитного поля				104
3.5. Потенциальное приближение				114
3.6. Волновод со сплошным плазменным заполнением				125
3.7. Численное исследование общего дисперсионного уравнения для спектров электромагнитных волн в плазменном волноводе				139
3.8. Плазменные волноводы с произвольной формой поперечного сечения в бесконечно сильном внешнем магнитном поле				146
3.9. Колебания плазменного столба с нерезкими границами в волноводе				151
3.10. Импульсы и энергии волн в плазменных волноводах				161
3.11. Волны пространственного заряда электронного пучка в волноводе				166
Глава 4. Неустойчивости прямолинейных электронных пучков в плазме. Линейное приближение				172
4.1. Простейшая пучково-плазменная система. Резонансная и апериодическая неустойчивости				172
4.2. Неустойчивости в волноводе с однородным пучково-плазменным заполнением				182
4.3. Неустойчивости тонкого пучка в однородном плазменном волноводе. Конкуренция поперечных мод				195
4.4. Неустойчивости поперечно ограниченных пучка и плазмы в волноводе. Одночастичный и коллективный эффекты Черенкова				207
4.5. Теория возмущений по связи волн. Общая линейная теория коллективного эффекта Черенкова в поперечно неоднородной системе				219
Глава 5. Пучковые неустойчивости и эффекты вынужденного излучения электронных пучков				224
5.1. Спонтанное излучение				224
5.2. Одночастичные механизмы вынужденного излучения				228
5.3. Коллективные механизмы вынужденного излучения				238
5.4. Аномальный и нормальный эффекты Доплера. Волны с отрицательной энергией				247
5.5. Вынужденное циклотронное излучение				252
5.6. Энергия, передаваемая излучению при пучковых неустойчивостях – элементарные оценки				256
Глава 6. Описание нелинейной динамики электронов и запись материальных уравнений в плазменной СВЧ-электронике				262
6.1. Задача Коши для кинетического уравнения Власова				262
6.2. Решение задачи Коши с использованием первых интегралов – общее рассмотрение				264
6.3. Решение задачи Коши методом интегрирования по начальным данным – общее рассмотрение				267
6.4. Начальная задача Коши для уравнения Власова				271
6.5. Граничная задача Коши для уравнения Власова				281
6.6. Математическая формулировка задачи об эволюции начального возмущения в однородной плазме				289
6.7. Нелинейные уравнения релятивистского СВЧ-усилителя				291
6.8. Фазовая плотность и метод крупных частиц				296
Глава 7. Нелинейная теория неустойчивостей прямолинейного электронного пучка в плазме – нерелятивистский случай				299
7.1. Нелинейные уравнения взаимодействия поперечно-ограниченных пучка и плазмы в волноводе				299
7.2. Процедура линеаризации				304
7.3. Нелинейная динамика пучковой неустойчивости при одночастичном эффекте Черенкова. Неполное численное моделирование и метод медленных амплитуд				309
7.4. Нелинейная динамика пучковой неустойчивости при коллективном эффекте Черенкова. Метод разложения траекторий				316
7.5. Моделирование пучковой неустойчивости в нелинейной плазме. Двухпучковая неустойчивость				329
7.6. Нелинейная теория неустойчивости тонкого пучка в однородном плазменном волноводе				358
Глава 8. Релятивистская нелинейная теория неустойчивостей прямолинейного электронного пучка в плазме				365
8.1. Простейшая пучково-плазменная система с учетом релятивистских эффектов				365
8.2. Неустойчивость безграничной пучково-плазменной системы относительно возмущений, распространяющихся под углом к направлению движения релятивистского пучка				374
8.3. Асимптотические релятивистские нелинейные уравнения теории пучково-плазменного взаимодействия				382
8.4. Метод разложения импульсов. Одночастичный эффект Черенкова и апериодическая неустойчивость типа отрицательной массы в ультрарелятивистском приближении				389
8.5. Нелинейная релятивистская теория пучковой неустойчивости при коллективном эффекте Черенкова				396
Глава 9. Теория релятивистских плазменных черенковских СВЧ-усилителей				400
9.1. Линейная теория плазменного СВЧ-усилителя на поверхностной волне				400
9.2. Оценка оптимальной эффективности плазменного СВЧ-усилителя				415
9.3. Основные нелинейные уравнения теории черенковских плазменных СВЧ-усилителей				418
9.4. Нелинейная теория плазменного СВЧ-усилителя на поверхностной волне. Одночастотный режим				424
9.5. Спектры частот плазменного СВЧ-усилителя при немонохроматическом входном сигнале				428
Глава 10. Теория плазменных черенковских СВЧ-генераторов				432
10.1. Линейная теория плазменного СВЧ-генератора				432
10.2. Нелинейная теория релятивистского плазменного СВЧ-генератора				436
10.3. Метод медленных амплитуд в теории плазменного СВЧ-генератора				441
10.4. Стационарный режим генерации				446
Глава 11. Формирование, равновесие и транспортировка мощных релятивистских электронных пучков				451
11.1. Формирование РЭП в плоском и цилиндрическом диоде с магнитной изоляцией				451
11.2. Предельные токи РЭП, транспортируемых в вакуумных эквипотенциальных дрейфовых пространствах				456
11.3. Предельные токи компенсированных по заряду РЭП, определяемые условием устойчивости транспортировки				459
11.3.1. Неустойчивость Пирса и предельный ток Пирса				460
11.3.2. Неустойчивость Будкера–Бунемана				468
11.4. РЭП в конечном магнитном поле				470
11.4.1. Тококонвективная неустойчивость нейтрализованного электронного пучка				471
11.4.2. Диокотронная неустойчивость ненейтрализованного электронного пучка				475
Глава 12. Переходные процессы при инжекции релятивистского электронного пучка в плазменный волновод				479
12.1. Инжекция РЭП в пространственно неограниченную плазму				479
12.2. Инжекция РЭП в пространственно ограниченную плазму				493
12.3. Обсуждение экспериментов по инжекции РЭП в плазму				508
Глава 13. Экспериментальные методы релятивистской СВЧ-электроники				518
13.1. Формирование электронных пучков				518
13.2. Методы создания плазмы				527
13.3. Измерение параметров электронных пучков				533
13.4. Измерение параметров плазмы				540
13.5. Измерение параметров СВЧ-излучения				544
Глава 14. Экспериментальная плазменная нерелятивистская СВЧ-электроника				550
14.1. Предмет плазменной СВЧ-электроники				550
14.2. Плазменная лампа бегущей волны				552
14.3. Плазменная лампа обратной волны (ЛОВ)				554
14.4. Усилитель на продольных волнах				556
14.5. Практическое использование плазменных СВЧ-приборов				558
Глава 15. Экспериментальная плазменная релятивистская СВЧ-электроника				559
15.1. Плазменный релятивистский СВЧ-генератор				559
15.1.1. Схема и основные принципы работы ПРГ				560
15.1.2. Результаты исследований ПРГ и сравнение с расчетом				564
15.1.3. СВЧ-генератор с микросекундной длительностью импульса				571
15.1.4. Перестройка частоты ПРГ в импульсно-периодическом режиме				576
15.2. Плазменный релятивистский СВЧ-усилитель. Частоты 9–13 ГГц				578
15.2.1. Схема плазменного релятивистского СВЧ-усилителя				578
15.2.2. Результаты эксперимента				580
15.3. Плазменный релятивистский СВЧ-усилитель микросекундной длительности. Частоты 2.4–3.1 ГГц				581
15.4. Сравнение экспериментальных результатов плазменной и вакуумной релятивистских СВЧ-электроник				595
Глава 16. Волны в конечных системах				597
16.1. Резонатор Фабри–Перо				597
16.2. Собственные колебания конечных систем				601
16.3. Генераторы волн				606
Литература				618

Об авторах

Кузелев Михаил Викторович

Доктор физико-математических наук, профессор физического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова. Специалист в области электродинамики нелинейной плазмы, компьютерного моделирования неравновесных процессов в плазмоподобных средах, релятивистской СВЧ-электроники и теории волн в средах с пространственно-временной дисперсией. Разработал теорию вынужденного излучения электронных пучков в пространственно-ограниченной плазме и теорию релятивистских плазменных СВЧ-генераторов. Построил общую нелинейную теорию электромагнитного взаимодействия плотных релятивистских электронных пучков с диспергирующими замедляющими средами. Является одним из создателей нового научного направления — плазменной релятивистской СВЧ-электроники. Читает на кафедре физической электроники физического факультета МГУ лекционные курсы: «Физика электронных пучков», «Дополнительные главы электродинамики сред с дисперсией», «Плазменная СВЧ-электроника», «Теоретическая плазменная электротехника», «Физика волновых явлений». Автор более 250 журнальных статей, 12 книг и монографий. Подготовил 12 кандидатов и 2 докторов наук.

Рухадзе Анри Амвросьевич

Доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник Института общей физики имени А. М. Прохорова РАН, профессор физического факультета МГУ. В 1954 г. окончил Московский инженерно-физический институт. Автор 550 научных работ, 57 обзоров и 15 монографий (4 из них переведены за рубежом). Член редколлегий журналов «Прикладная физика» и «Краткие сообщения по физике», главный редактор журнала «Инженерная физика». Заслуженный деятель науки РСФСР. Дважды лауреат Государственных премий СССР, лауреат премии имени М. В. Ломоносова I степени. Награжден орденом «Знак Почета» и орденом Трудового Красного Знамени, а также медалями «За трудовую доблесть» и «Ветеран труда».

В работах А. А. Рухадзе совместно с В. П. Силиным впервые сформулированы общие основы электродинамики плазмоподобных сред с пространственной дисперсией. Крупный вклад он внес в теорию колебаний и устойчивости неравновесной и неоднородной плазмы. А. А. Рухадзе по праву считается создателем релятивистской плазменной СВЧ-электроники и известной в мире школы в этой области науки. Кроме того, им были заложены основы новой области физики газового разряда — физики разряда в излучающей плазме.

Стрелков Павел Сергеевич

Доктор физико-математических наук, профессор, заведующий лабораторией «Плазменная электроника» Института общей физики им. А. М. Прохорова РАН. Руководитель экспериментальных исследований в новом научном направлении — плазменная релятивистская СВЧ-электроника. Основные темы исследований: плазменно-пучковая неустойчивость нерелятивистских электронных пучков; транспортировка импульсных сильноточных электронных пучков в вакууме и в плазме; вакуумный и частично заполненный плазмой гиротроны на сильноточном релятивистском электронном пучке; плазменные процессы на стенках вакуумных релятивистских СВЧ-генераторов; плазменные релятивистские СВЧ-генераторы и усилители; методы диагностики сильноточных релятивистских электронных пучков, плазмы и мощного импульсного СВЧ-излучения. Автор более 100 журнальных статей, соавтор одной книги, подготовил 8 кандидатов наук, один из них стал доктором наук.

Зиновьев А.А. ЗИЯЮЩИЕ ВЫСОТЫ

2023. 720 с. Твердый переплет. 19.9 EUR

Книга «Зияющие высоты» – первый, главный, социологический роман, созданный интеллектуальной легендой нашего времени – Александром Александровичем Зиновьевым (1922-2006), единственным российским лауреатом Премии Алексиса де Токвиля, членом многочисленных международных академий, автором десятков логических... (Подробнее)

Мишин А.Н. Фигурное катание для всех. Изд. 2

URSS. 2024. 136 с. Мягкая обложка. В печати

В настоящей книге, написанной выдающимся тренером А.Н.Мишиным, описывается техника фигурного катания, даются практические советы по овладению этим видом спорта. В книге рассматриваются основы техники элементов фигурного катания и то, как эти элементы соединяются в спортивные программы, излагаются... (Подробнее)

Алферов П. ПРОЕКТНОЕ УПРАВЛЕНИЕ: как правильно делать правильные вещи. Настольная книга слоновщика

2024. 400 с. Твердый переплет. 16.9 EUR

Как реализовать проект в срок, уложиться в бюджет и не наступить на все грабли? Книга Павла Алферова — подробное практическое руководство для всех, кто занимается разработкой и реализацией проектов. Его цель — «переупаковать» проектное управление, сделать метод более применимым к российским... (Подробнее)

Малинецкий Г.Г. ИМПЕРАТИВЫ РАЗВИТИЯ РОССИИ, стратегические вызовы и их преодоление В КОНТЕКСТЕ САМООРГАНИЗАЦИИ: Наука. Образование. Война. Россия и Европа. Глобальные перемены и искусственный интеллект

URSS. 2024. 344 с. Мягкая обложка. 18.9 EUR

Мы очень часто сталкиваемся с чудом самоорганизации. Оно воспринимается как само собой разумеющееся, не требующее внимания, радости и удивления. Из случайно брошенного замечания на семинаре странным образом возникает новая задача. Размышления над ней вовлекают коллег, появляются новые идеи, надежды,... (Подробнее)

Азарнова А.Н. ПСИХОЛОГИЧЕСКОЕ КОНСУЛЬТИРОВАНИЕ: Настольная книга для НАЧИНАЮЩИХ

URSS. 2023. 272 с. Мягкая обложка. 15.9 EUR

Настоящая книга посвящена рассмотрению базовых понятий и техник психологического консультирования. В ней детально представлены структура процесса консультирования, описаны основные его этапы, содержание деятельности психолога и приемы, которые могут быть использованы на каждом из них. В книге... (Подробнее)

Лексин В.Н. СМЕРТЬ В ПРОСТРАНСТВЕ ЖИЗНИ. Том 1: Обыденность, философия, искусство. ОПЫТ СИСТЕМНОЙ ДИАГНОСТИКИ. Т.1

URSS. 2024. 704 с. Твердый переплет. 26.9 EUR

В новой книге профессора В.Н.Лексина подведены итоги многолетних исследований одной из фундаментальных проблем бытия — дихотомии естественной неминуемости и широчайшего присутствия смерти в пространстве жизни и инстинктивного неприятия всего связанного со смертью в обыденном сознании. Впервые... (Подробнее)

Лазуткин Александр Анатольевич. Военная стратегия в компьютерных играх и реальном мире. № 58

URSS. 2024. 576 с. Мягкая обложка. 23.9 EUR

Эта книга — самоучитель по военной стратегии. Прочитав её, вы получите представление о принципах военной стратегии и сможете применять их на практике — в стратегических компьютерных играх и реальном мире.

Книга состоит из пяти частей. Первая вводит читателя в мир игр: что в играх... (Подробнее)

Донцов В.И., Крутько В.Н. АНТИВОЗРАСТНАЯ ТЕРАПИЯ ДЛЯ ВСЕХ: Что такое старение и как ему противостоять

URSS. 2024. 248 с. Мягкая обложка. 14.9 EUR

В книге изложены вопросы новой области современной медицины — «Anti-Ageing Medicine» (Медицина антистарения, или Антивозрастная медицина), которая совмещает глубокие фундаментальные исследования в биомедицине и широкие профилактические возможности практической медицины, а также современные общеоздоровительные... (Подробнее)

Воронцов Н.Н. "ОТЕЦ СОВЕТСКОЙ КИБЕРНЕТИКИ", создатель первого в СССР языка программирования Алексей Андреевич ЛЯПУНОВ: Создание теорий программирования и математического обеспечения вычислительной техники. Основание Новосибирской физико-математической школы. Борьба за кибернетику и генетику. №63. Изд. 2, испр.

URSS. 2024. 240 с. Твердый переплет. 23.9 EUR

Предлагаемая вниманию читателей книга, написанная крупным биологом и государственным деятелем Н.Н.Воронцовым, посвящена жизни и творчеству выдающегося ученого-математика, обогатившего советскую науку в области теории множеств, кибернетики и программирования — Алексея Андреевича Ляпунова. Книга написана... (Подробнее)

Марков А.В. Капитал. Как сколотить капитал, как его не потерять, и почему нам его так не хватает

2023. 416 с. Твердый переплет. 19.9 EUR

Вам кажется, что экономика — это очень скучно? Тогда мы идем к вам! Вам даже не понадобится «стоп-слово», чтобы разобраться в заумных формулах — их в книге нет! Все проще, чем кажется. Автор подаст вам экономику под таким дерзким соусом, что вы проглотите ее не жуя! Вы получите необходимые... (Подробнее)