Теория искры - Лозанский Э.Д.
Теория искры
Автор: Лозанский Э.Д.Другие авторы: Фирсов О.Б.
Издательство: М.: Атомиздат
Год издания: 1975
Страницы: 272
Читать: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106
Скачать:
Э.П.ЛОЗАНСКИИ, О.Б. CDHPCOB
ТЕОРИЯ
уО
МОСКВА АТОМИЗДАТ 1975
УДК 537.525.1
Лозанский Э. Д., Ф и р с о в О. Б. Теория искры. М., Атомиздат, 1975, 272 с.
Книга посвящена одной из многочисленных областей физики газового разряда — пробою при давлениях порядка атмосферного. В ней содержатся краткие теоретические и экспериментальные данные о различных элементарных процессах, протекающих в газоразрядной плазме. Последовательно излагаются сведения о»развитии разряда, начиная с появления первичного электрона и до замыкания разрядного промежутка ионизованным каналом.
Книга рассчитана на студентов старших курсов и аспирантов, специализирующихся в областях физики, связанных с газовым разрядом, а также на экспериментаторов, работающих со стримерными камерами и другими газоразрядными приборами.
Таблиц 27, рисунков 54, библиографии 489 наименований.
© Атомиздат, 1975
ПРЕДИСЛОВИЕ
Физические процессы, протекающие в газовом разряде, настолько сложны и многочисленны, настолько меняются при изменении параметров разряда, в частности давления и напряженности электрического поля, что попытка рассмотреть различные виды газового разряда в одной книге сильно увеличивает ее объем (достаточно вспомнить наиболее известные книги Л. Лёба, Н. А. Капцова, В. Л. Грановского), поэтому авторы поставили перед собой задачу подробно рассмотреть лишь один вид газового разряда — разряд при давлении порядка атмосферного. Именно в этой области давлений теория газового разряда развита весьма слабо. В литературе часто высказывались взаимоисключающие гипотезы, эксперименты также не позволяли сделать однозначные выводы. К тому же нельзя сказать, что этой областью физики интересовались теоретики, так как она традиционно считалась чисто экспериментальной. Между тем развитие экспериментальной техники регистрации элементарных частиц с помощью искровых и стримерных камер, а также появление МГД-генераторов, газовых лазеров, плазматронов и других приборов и установок потребовали выяснения основных закономерностей газового разряда как раз при давлении порядка атмосферного.
Может быть, поэтому в последнее время число работ, посвященных этой тематике, заметно возросло. Нельзя сказать, что картина полностью прояснилась, но все же достигнут определенный прогресс, позволяющий более или менее строго охватить всю картину разряда, начиная от появления начального электрона до замыкания разрядного промежутка ионизованным каналом, по крайней мере, для разряда в однородном поле.
Глава 1 посвящена рассмотрению основных элементарных процессов, протекающих в газоразрядной плазме. Эта глава не содержит подробных теоретических выкладок, а приведены лишь окончательные формулы для конкретной оценки интенсивности того или иного процесса. Здесь имеются также экспериментальные данные о сечениях разлйчных элементарных процессов, частично взятые из книги Брауна (Brown S. Basic data of plasma physics. London, 1967) и цитируемых монографий Б. М. Смирнова.
В главе 2 рассматривается кинетическое уравнение для слабоио-низованной плазмы. Для последующих оценок и расчетов опреде-
3
ляется функция распределения электронов по скоростям в условиях газового разряда, приводятся теоретические и экспериментальные данные о диффузии и подвижностях электронов и ионов.
Главы 3—7 посвящены подробному анализу состояния проблемы газового разряда при давлениях порядка атмосферного. Некоторые результаты в этих главах публикуются впервые. Расчеты, позволяю-щие объяснить относительную устойчивость канала стримера в начальной стадии его развития, в силу их позднего появления изложены отдельно в гл. 7. Эта глава написана А. В. Родиным и А. Н. Старостиным, которым авторы приносят глубокую благодарность.
В главе 8 сделана попытка проанализировать состояние проблемы разряда в неоднородном поле. Описания носят в основном качественный характер с привлечением некоторых оценочных расчетов, так как теория пробоя в неоднородном поле, а также в очень длинных разрядных промежутках развита весьма слабо.
В главе 9 приводится краткая характеристика современных детекторов элементарных частиц—искровых*и стримерных камер. Авторы не являются специалистами в области экспериментальной техники, и поэтому интересующихся камерами более подробно мы отсылаем к цитируемой в конце главы литературе. Можно сказать, что глава 9, содержащая всего несколько страниц, указывает на конкретные приложения всего обилия формул, написанных в предыдущих главах.
Авторы приносят благодарность М.»М. Кулюкину, Д. Б. Понтекорво, Б. М. Смирнову, И. В. Фаломкину, Ю. А. Щербакову за обсуждение некоторых разделов книги.
Книга рассчитана на лиц, специализирующихся в физике газового разряда, а также физиков-экспериментаторов, работающих с приборами и установками, в которых используются лавинные и стри-мерные процессы. Авторы будут признательны всем, кто, прочитав книгу, выскажет свои критические замечания и пожелания.
ГЛАВА I
ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ГАЗОВОМ РАЗРЯДЕ
1.1. Основные положения
В газовом разряде любого вида, помимо атомов или молекул в нормальном состоянии, всегда присутствуют в значительном количестве возбужденные атомы или молекулы и электроны и ионы, обусловливающие проводимость газа. Ионы атомов или молекул газа в основном заряжены положительно, но в некоторых газах могут быть и отрицательные ионы. Возбуждение атомов или молекул, а также их ионизация происходят практически только при столкновении с электронами, обладающими достаточной для этого энергией. Эту энергию они приобретают в приложенном электрическом поле или в результате столкновения с Другими электронами, получившими энергию от внешнего источника. Имеются газовые разряды, в которых ионизация осуществляется внешним источником ионизирующего излучения: фотонами или высокоэнергетическими пучками ускоренных электронов или ионов.
