|
|
|
|
Кафедра физики высоких плотностей энергии МФТИ
Введение в нелинейную электродинамику плазмы
д.ф.-м.н., профессор Андреев Н.Е.
СОДЕРЖАНИЕ
1. Уравнения электромагнитного поля.
1.1. Тензор комплексной диэлектрической проницаемости в линейной электродинамике.
1.2. Дисперсионное уравнение.
1.3. Электромагнитные волны в изотропной среде.
1.4. Граничная и начальная задачи в электродинамике.
2. Закон сохранения энергии.
2.1. Потери электромагнитного поля в среде.
2.2. Уравнения для медленно меняющихся амплитуд.
2.3. Среды с дисперсией.
3. Уравнения электродинамики в неоднородной среде.
3.1. Распространение волн в неоднородных средах.
4. Модель “холодной плазмы” (одночастичное приближение).
4.1. Продольные и поперечные волны в “холодной” плазме.
4.2. Тензор диэлектрической проницаемости плазмы в магнитном поле.
4.3. Распространение волн в магнитоактивной плазме.
5. Одножидкостная и двужидкостная модели плазмы.
5.1. Ионный звук.
5.2. Токовая неустойчивость.
6. Кинетическое уравнение Власова.
6.1. Тензор диэлектрической проницаемости в кинетической плазме.
7. Волны в максвелловской плазме.
7.1. Затухание Ландау.
7.2. Скин-эффект.
8. Поле пробной частицы, движущейся в среде.
8.1. Черенковское излучение.
8.2. Поляризационные потери.
9. Флуктуации электромагнитного поля в плазме.
9.1. Флуктуационно-диссипативная теория.
9.2. Флуктуации плотности заряда в плазме.
10. Введение в теорию рассеяния.
11. Нелинейное материальное уравнение.
11.1. Основные нелинейные процессы.
11.2. Нелинейные укороченные уравнения.
11.3. Законы сохранения при взаимодействии волн.
12. Одночастичная модель плазмы в квадратичном приближении.
12.1. Нелинейная диэлектрическая проницаемость плазмы.
12.2. Процессы трех волнового взаимодействия в плазме.
12.3. Ток увеличения.
13. Параметрические неустойчивости и плазменная турбулентность.
13.1. Нелинейное взаимодействие волн со случайными фазами.
14. Пондеромоторные силы и гидродинамика плазмы в сильном высокочастотном поле.
15. Нелинейное дисперсионное уравнение для плазмы в электромагнитном поле.
15.1. Модуляционная неустойчивость.
15.2. Филаментационная неустойчивость.
15.3. Вынужденное рассеяние.
16. Нелинейное распространение волн в плазме.
16.1. Солитоны.
16.2. Самофокусировка электромагнитных пучков и импульсов в плазме.
ЛИТЕРАТУРА
Ударные волны в физике высоких плотностей энергии
Д.ф.-м.н., член-корр. РАН Канель Г.И.
СОДЕРЖАНИЕ
1. Введение.
Цели и задачи физики ударных волн. Историческая справка. Диапазоны параметров.
2. Теоретические основы физики ударных волн.
Уравнения одномерного движения сплошных сжимаемых сред. Характеристики, простые волны, центрированные волны разрежения, ударные волны. Зависимость скорости звука от давления. Уравнение состояния, изотерма, изэнтропа, ударная адиабата. Распады разрывов. Ударные волны в упругопластических средах. Распад ударной волны при полиморфном превращении под действием давления. Основы теории детонации, правило отбора Чепмена-Жуге, теория Зельдовича, теория критического диаметра Харитона.
3. Экспериментальная техника физики ударных волн.
Методы генерации плоских ударных волн: ствольные установки, взрывные генераторы, импульсные лазеры и корпускулярные пучки. Методы измерения скорости распространения ударных волн. Методы непрерывной регистрации давления и массовой скорости в веществе. Измерение температуры. Измерение электрических свойств ударно-сжатых материалов. Скоростная фотосъемка и рентгеносъемка.
4. Методы численного моделирования ударно-волновых явлений в одномерной геометрии.
5. Исследования упругопластических и прочностных свойств твердого тела при ударно-волновом воздействии.
Поведение пластичных и хрупких материалов. Динамический предел текучести. Динамика дислокаций. Зависимость модулей упругости от давления. Явление откола. Динамическая прочность на разрыв для металлов и сплавов, керамик, стекол, полимеров и эластомеров, жидкостей.
6. Полиморфные превращения твердых тел.
7. Кинетика разложения конденсированных взрывчатых веществ в ударных и детонационных волнах.
8. Электрические свойства ударно-сжатых диэлектриков.
Электропроводность, диэлектрическая проницаемость, ударная поляризация.
9. Технологические применения ударных волн.
Получение высокотвердых материалов, компактирование порошков, сварка взрывом.
Модели уравнений состояния
К.ф.-м.н. Хищенко К.В.
СОДЕРЖАНИЕ
1. Введение
Предмет курса. Актуальность исследования термодинамических свойств и фазовых превращений вещества в широком диапазоне температур и давлений. Основные понятия термодинамики и статистической физики. Термодинамические потенциалы.
2. Экспериментальные методы
Статические эксперименты при высоких давлениях. Электрический взрыв проводников под действием мощных импульсов тока. Ударное сжатие сплошных и пористых образцов. Изоэнтропическое расширение ударно-сжатых веществ.
3. Фазовые переходы и метастабильные состояния
Фазовые состояния вещества. Фазовое равновесие. Сосуществование двух и трех фаз в равновесии. Критическая точка фазового перехода. Метастабильные состояния и границы устойчивости фазы. Общий вид фазовой диаграммы. Характерные примеры фазовых диаграмм.
4. Идеальный газ Бозе–Эйнштейна
Уравнение состояния. Фононный газ в кристаллической решетке. Модели Дебая и Эйнштейна. Уравнение Ми–Грюнайзена
5. Идеальный газ Ферми–Дирака
Уравнение состояния. Электроны в металле. Электроны в диэлектрике
6. Идеальный газ Больцмана–Максвелла. Неидеальные газы
Уравнение состояния одноатомного газа. Уравнение состояния газа Ван-дер-Ваальса. Связь параметров уравнение состояния газа Ван-дер-Ваальса с параметрами критической точки
7. Полуэмпирические уравнения состояния
Холодная кривая и ударная адиабата конденсированного вещества. Связь коэффициента Грюнайзена с параметрами холодной кривой. Интерполяционные выражения для описания теплового вклада атомов и электронов в уравнение состояния в широком диапазоне температур.
|