Исследование плазменно-пылевых структур в тлеющем разряде в магнитном поле
Диссертация
Плазменный кристалл может иметь различную кристаллическую структуру с постоянной решетки порядка долей миллиметра. Это позволяет наблюдать его невооруженным глазом. Плазменные кристаллы обладают целым рядом уникальных свойств, делающих их незаменимым инструментом, как при исследовании свойств неидеальной плазмы, так и при исследовании фундаментальных свойств кристалла. К ним следует отнести… Читать ещё >
Содержание
- Глава I. Краткий обзор литературы по пылевой плазме
- 1. 1. Общепринятые представления о пылевой плазме
- 1. 1. 1. Общие сведения о пылевых частицах 9 1Л .2. Силы, действующие на уединенные пылевые частицы 12 1.3. Наблюдения плазменно-пылевых структур в стратах тлеющего разряда
- 1. 2. Работы по исследованию пылевой плазмы в магнитном поле 18% 1.2.1. Исследования в установке с разделенными электродами
- 1. 2. 2. Исследование в ВЧ разряде в расходящемся магнитном поле
- 1. 1. Общепринятые представления о пылевой плазме
- 2. 1. Экспериментальная установка и условия эксперимента
- 2. 1. 1. Установка
- 2. 1. 2. Метод наблюдения
- 2. 1. 3. Условия разряда и параметры частиц
- 2. 2. Описание пылевых структур в стратах
- 2. 2. 1. Вид плазменно-пылевой структуры, образующейся в страте
- 2. 2. 2. Вид плазменно-пылевой структуры, образующейся в страте в магнитном поле. ф 2.2.3. Структура из частиц кварца и ниобата лития
- 2. 2. 4. Описание структуры с помощью парной функции распределения п (г)
- 2. 3. Наблюдение вращения плазменно-пылевой структуры
- 2. 3. 1. Разупорядоченные структуры из частиц кварца
- 2. 3. 2. Относительно упорядоченные структуры из частиц ниобата лития
- 2. 4. Измерение угловой скорости вращения
- 2. 4. 1. Расчет угловой скорости
- 2. 4. 2. Зависимость угловой скорости от магнитного поля
- 2. 4. 3. Наблюдение вращения плазменно-пылевой структуры
- 2. 5. Изменение упорядоченности плазменно-пылевой структуры в магнитном поле
- 3. 1. Обсуждение возможных причин вращательного движения плазменно-пылевых структур в магнитном поле
- 3. 1. 1. Непосредственное действие магнитного поля на заряженные пылевые частицы
- 3. 1. 2. О неоднородности наложенного магнитного поля
- 3. 1. 3. О колебательных движениях пылевых частиц в магнитном поле
- 3. 1. 4. О возможном увлечении плазменно-пылевой структуры вращением нейтрального газа разряда
- 3. 1. 5. О движении пылевых частиц под действием увлечения потоками частиц плазмы
- 3. 2. Оценка силы ионного увлечения
- 3. 3. Наблюдение возникновения вращения плазменно-пылевых структур
- 3. 3. 1. Смещение пылевой структуры с оси разрядной трубки в слабых магнитных полях. Термофорез
- 3. 3. 2. Смещение плазменно-пылевых структур с оси трубки в сильном магнитном поле. Наклон разрядной трубки
- 3. 4. Наблюдение траекторий падающих в разряде частиц
- 3. 4. 1. Радиальные отклонения траекторий пробных частиц
- 3. 4. 1. 1. Радиальные отклонения траекторий пробных частиц в слабом магнитном поле и без поля (вертикальное сечение)
- 3. 4. 1. 2. Радиальные отклонения траекторий пробных частиц в сильном магнитном поле (вертикальное сечение)
- 3. 4. 2. Азимутальные отклонения траекторий пробных пылевых частиц в магнитном поле (горизонтальное сечение)
- 3. 4. 2. 1. Слабые магнитные поля (соответствующие вращению структуры с отрицательной угловой скоростью)
- 3. 4. 2. 2. Сильные магнитные поля (соответствующие вращению структуры с положительной угловой скоростью)
- 3. 4. 1. Радиальные отклонения траекторий пробных частиц
Список литературы
- Цытович В.Н. Плазменно-пылевые кристаллы, капли и облака.// УФН. 1997. Т. 167. С.57−99.
- Нефедов А.П., Петров О. Ф., Фортов В. Е. Кристаллические структуры в плазме с сильным взаимодействием частиц // УФН. 1997. Т. 167. N 11. С. 1215 — 1226.
- Цытович В.Н., Морфилл Г. Е., Томас В. Х. Комплексная плазма: I. Комплексная плазма как необычное состояние вещества. // Физика плазмы. 2002. Т.28. N8. С. 675−707.
- Нефедов А.П. Плазменно-пылевые структуры в низкотемпературной плазме.// Материалы пленарных докладов и лекций школы молодых ученых ФНТП-2001. Петрозаводск, 2001. С. 5 33.
- Dusty plasmas.// Ed. by Andre Boushoule. Orlean, 1999. 408 p.
- P.K.Shukla, A.A.Mamun // Introduction to Dusty Plasma Physics, IoP Publishing, London, 2002. 271 p.
- A.Melzer, T. Trottenberg, A.Piel. Experimental determination of the charge in dust particles forming Coulomb lattices//Phys. Lett. A. 1994. 191. P. 301 -308.
- M.Zuzic, H.M.Thomas, G.E.Morfill. Wave propagation and damping in plasma crystals// J. Vac. Sci. Technol. A. 1996.14(2). P. 496 500.
- V.E. Fortov et al. Dependence of the Dust-Particle Charge on Its Size in a Glow-Discharge Plasma // Phys. Rev. Lett. 2001. V.87. N. 20. 205 002−1-4
- J.E.Daugherty, D.B.Graves. Particulate temperature in rf glow discharges // J. Vac. Sci. Technol. A. 1993. 11. 1126.
- S.Hamaguchi, R.T.Farouki. Polarization force on a charged particulate in nonuniform plasma. //Phys. Rev. E. 1994. V.49. N.5. P. 4430−4441.
- M.S.Barnes, J.H.Keller, J.S.Forster, J.A.O'Neill, D.K.Coultas. Transport of dust particles in glow discharge plasmas. //Phys. Rev. Lett. 1992. V.68. N3. P. 313 316.
- S.A.KhrapakA.V.Ivlev, G.E.Morfill, H.M.Thomas. Ion drag force in complex plasmas. //Phys. Rev. E 66. 2002. 40 414.
- Есенков B.E., Усачев А. Д., Зобнин A.B. и др. Исследование силы ионного увлечения, действующей на пылевые частицы в плазме тлеющего разряда постоянного тока // Материалы конф. ФНТП-2004. Петрозаводск, 2004. Т.2. С.219−226.
- S.Nunomura, N. Ohno, S.Takamura. Effects of Ion Flow by? xBDrift on Dust Particle Behavior in Magnetized Cylindrical Electron Cyclotron Resonance Plasmas //Jpn. J. Appl. Phys. 1997. V.36. Part.l. N.2. P.877−883.
- G.M.Jellum, D.B.Graves,. Particulates in aluminium sputtering discharges. //J.Appl.Phys. 1990. 67. 6490.
- Василяк JI.M. и др. Влияние градиента температуры газа на пылевые структуры в плазме тлеющего разряда // ЖЭТФ. 2001. Т.119. B.l. С.99−106.
- Василяк JI.M. и др. Пылевые частицы в термофоретической ловушке в плазме // ЖЭТФ. 2003. Т. 123. В.З. С.493−497.
- Липаев A.M. и др. Упорядоченные структуры в неидеальной пылевой плазме тлеющего разряда // ЖЭТФ. 1997. Т.112. В.6. С.2030−2044.
- П.С. Ланда, Н. А. Мискинова, Ю. В. Пономарев. Ионизационные волны в низкотемпературной плазме// УФН. 1980. Т. 132. В.4. С.601 637.
- Райзер Ю.П. Физика газового разряда. М.: Наука, 1992. 536 с.
- А.В.Недоспасов. Страты //УФН. 1968. Т.94. В.З. С. 439 462.
- R.A.Quinn, C. Cui, J. Goree, J.B. Pieper, H. Thomas, G.E.Morfill Structural analysis of a Coulomb Lattice in a dusty plasma // Phys. Rev. E. V.53. N.2. P. R2049-R2052.
- Молотков В.И. и др. Пылезвуковые волны в плазме тлеющего разряда постоянного тока// ЖЭТФ. 1999. Т.116. В.З. С.902−907.
- Молотков В.И., Нефедов А. П., Пустыльник М. Ю. и др. Жидкий плазменный кристалл: кулоновская кристаллизация цилиндрических макрочастиц в газовом разряде // Письма в ЖЭТФ. Т.71. В.З. С. 152−156.
- G.Uchida, R. Ozaki, S. Iizuka, N.Sato. Generation and Control of Vortex Flow of Fine Particle With Coulomb Lattice // Proc. 15th Symp. on Plasma Processing. Hamamatsu. Japan, 1998. P.152−155.
- Голант В. E., Жилинский А. П., Сахаров С. А. Основы физики плазмы. М.: Атомиздат, 1977. 398 С.
- Чен Ф. Введение в физику плазмы. М.: Мир,-1987. 400 С.
- G.Uchida, R. Ozaki, S. Iizuka, N.Sato. Dust Vortex Flow in a DC Discharge Plasma Under a Weak Magnetic Fields // Proc. 15th Symp. on Plasma Processing. Hamamatsu. Japan, 1998. P.152−155.
- S. Shimizu, G. Uchida, T. Kaneko, S. Iizuka, N.Sato. Rotation of Strongly-Coupled Fine Particle in Magnetized RF Plasma //XXV 1С PIG. Nagoya. Japan, 2001. V.3. P.39−40.
- K.Fukagawa, G. Uchida, S. Iizuka, N. Sato Spin Motion of Singl Fine Particle in a Magnetic Field //XXV 1С PIG. Nagoya. Japan, 2001. V.3. P.37 38.
- O.Ishiharo, N.Sato. On The Rotation of a Dust Particulate in an Ion Flow in a Magnetic Field // IEEE Trnsactions on Plasma Science, 2001. V.29. N.2. P. 179−181.
- N.V.Tsytovich, N. Sato, G.E. Morfill Note on the charging and spinning of dust particles in complex plasmas in strong magnetic field // New Jour. Phys. 2003. V.5. 43.1−43.9
- Дзлиева E.C., Карасев В. Ю., А.И.Эйхвальд О возможности измерения заряда пылевых частиц в магнитном поле. Материалы конф. ФНТП-2004. Петрозаводск, 2004. Т.1. С.269−272.
- U.Konopka, D. Samsonov, A.V.Ivlev, J. Goree, V. Steinberg, G.E.Morfill. Rigid and differential plasma rotation induced by magnetic fields// Phys. Rev. E. 2000. V.61. N.2. P. l890−1898.
- Грин X., Лейн В. Аэрозоли пыли, дымы и туманы. Л.: Химия, 1969. 427 с.
- Е. Thomas Observations of high speed particle streams in dc glow discharge dusty plasmas // Phys. Plasmas. 2001. V.8. N.l. P.329−333.
- J.Goree, G.E.Morfill, V.N.Tsytovich, S.V.Vladimirov. Theory of dust voids in plasmas. //Phys. Rev. E. V.59. N.6. P. 7055 -7066.
- Куни Ф.М., Статистическая физика и термодинамика, М.: Наука, 1981. 362 с.
- Дзлиева Е.С., Карасев В. Ю., Чайка М. П., Эйхвальд А. И. Магнитомеханический эффект в пылевой плазме. Материалы конф. ФНТП-2001. Петрозаводск, 2001. Т.2. С. 115−116
- Дзлиева Е.С., Карасев В. Ю., Эйхвальд А. И. Исследование магнитомеханического эффекта в газовом разряде с помощью пылевых частиц //Опт. и Спектр. 2002. Т.92. N6. С. 1018 1023.
- N.Sato, Magnetic Effects in Dusty Plasmas // in «Dusty Plasmas in the New Millenium», ed. by R. Bharuthram, M.A.Hellberg, P.K.Shukla, F. Verheest A1P Conf. Proc. 2002. V. 649. P.66−73
- N.Sato, G. Uchida, T. Kaneko, S. Shimizu, S. Iizuka Dynamics of Fine Particles in magnetized plasmas // Phys. Plasmas. 2001. V.8. N.5. P.1786−1790.
- O.Ishihara, T. Kamimura, K.I.Hirose, N.Sato. Rotation of two-dimension Coulomb claster in a magnetic field // Phys. Rev. E. 2002. V. 66. 46 406.
- Грановский B.JI., Уразаков Э. И. Вращательный магнито-механический эффект в плазме низкого давления // ЖЭТФ. 1960. Т.38. В.4. С.1354−1355.
- Уразаков Э.И. Некоторые данные о вращательном магнито-механическом эффекте в плазме низкого давления // ЖЭТФ. 1963. Т.44. В.1. С.41−44.
- Захарова В.М., Каган Ю. М. О вращении положительного столба разряда в магнитном поле//Опт. и Спектр. 1965. Т.19. В.6. С.140−141.
- Карасев В.Ю., Семенов Р. И., Чайка М. П., Эйхвальд А. И. Эксперименты по магнито-механическому эффекту \Опт. и Спектр. 1998. Т.84. В.6. С.910−912.
- Карасев В.Ю., Чайка М. П., Эйхвальд А. И., Ц. Щего Измерение магнитомеханического эффекта в газовом разряде \ Опт. и Спектр. 2001. Т.91. В.1. С.34−36.
- Дзлиева Е.С., Карасев В. Ю., Чайка М. П., Эйхвальд А. И. Об измерении скоростей вращения в магнитомеханическом эффекте. Материалы конф. ФНТП-2001. Петрозаводск, 2001. Т. 1. С.226−221.
- Дзлиева Е.С., Карасев В. Ю., Чайка М. П., Эйхвальд А. И. Применение стабилизированного гелий-неонового лазера для исследования магнитомеханического эффекта // Сб. 'Лазерные исследования в СПбГУ'. Санкт-Петербург. 2003. С.286 294.
- Chaika М.Р., Eichvald A.I., Karasev V.Yu., Dzlieva E.S. Application of the Dust Particles for Investigation of the Magneto-mechanical Effect // Intern. Conf. PPPT-3. Minsk, 2000. V.l. P. 334 335.
- Дзлиева E.C., Карасев В. Ю., Чайка М. П., Эйхвальд А. И. Использование пылевых частиц для исследования магнитомеханического эффекта. Материалы конф. ФНТП-2001. Петрозаводск, 2001. Т.2. С. 117−119.
- Дзлиева Е.С., Карасев В. Ю., А.И.Эйхвальд. Изучение магнитомеханического эффекта в газовом разряде с помощью пылевых частиц // Мат. конф. ОМИП-2003. Москва, 2003. С. 254 257.
- Дзлиева Е.С., Карасев В. Ю., Эйхвальд А. И. О гипотезе вращения газа в магнитомеханическом эффекте//Опт. и Спектр. 2004.1.91. N1. С. 107−113.
- Eichvald A.I., Karasev V.Yu., Dzlieva E.S. Dusty Plasma in the Striations of Glow Discharge under Affection of Magnetic Field // Intern. Conf. PPPT-4. Minsk, 2003. P. 256−258.
- Дзлиева Е.С., Карасев В. Ю., А.И.Эйхвальд О вращении плазменно-пылевой структуры в магнитном поле при её смещении с оси разрядной трубки Материалы конф. ФНТП-2004. Петрозаводск, 2004. T.l. С.273−276.
- P.Kaw, K. Nishikawa, N. Sato Rotation in collisional coupled plasmas in magnetic field // Phys. Plasmas. 2002. V.9. N.2. P.3 87−390.
- Грановский B.JI., Электрический ток в газе. Установившийся ток, М.: Наука, 1971. 544 С.
- Карасев В.Ю., Семенов Р. И., Чайка М. П., Эйхвальд А. И. Радиальное электрическое поле в плазме ПС разряда низкого давления. \ Опт. и Спектр. 1995. Т.78. В.З. С.393−396.
- RJ.Bickerton, A. Engel. The Positive Column in a Longitudinal Magnetic Field. Proc. Phys. Soc. B. 1956. V.69. N.4. P. 468 481.
- Дзлиева Е.С., Карасев В. Ю., А.И.Эйхвальд Изучение вращения плазменно-пылевых структур в магнитном поле Материалы конф. ФНТП-2004. Петрозаводск, 2004. T.l. С.265−268.
- Нефедов А.П.и др. Динамика макрочастиц в плазме тлеющего разряда постоянного тока в условиях микрогравитации // ЖЭТФ. 2002. Т. 122. В.4. С.778−788.
- Сивухин Д.В. Общий курс физики. Механика. М: 'Наука', 1979. 519 с.
- Голубовский Ю.Б., Нисимов С. У., Сулейменов Э. И., О двумерном характере страт в разряде низкого давления в инертных газах. // ЖТФ. 1994. Т.64. В. 10. С.54−61.
- Голубовский Ю.Б., Нисимов С. У., О двумерном характере страт в разряде низкого давления в инертных газах. II // ЖТФ. 1995. Т.65. B.l. С.46−54.
- Карасев В.Ю., Семенов Р. И., Чайка М. П., Эйхвальд А. И. Измерение радиального распределения плотности газа положительного столба разряда в магнитном поле //Опт. и Спектр. 1997. Т.83. В.З. С.369−372.