Методы диагностики плазмы
Методы диагностики плазмыСкачать файл - Методы диагностики плазмы
В учебном пособии представлен один из важнейших разделов диагностики плазмы — исследование плазмы с помощью лазеров. Излагаются основы лазерной физики, рассматриваются конкретные типы лазеров, нашедших применение в определении параметров, как высоко— так и низкотемпературной плазмы, а также основы физики взаимодействия электромагнитного излучения с плазмой. Значительная часть излагаемого материала посвящена конкретным методикам. Основная цель учебного пособия — дать будущему молодому специалисту алгоритм выбора диагностической методики на основе зондирования плазмы лазерным излучением при наличии у него ограниченной информации о параметрах исследуемой плазмы и с учетом технических и финансовых возможностей научной лаборатории. Книга также будет полезна студентам и аспирантам физических факультетов университетов и технических вузов и научным сотрудникам, занимающимся диагностикой плазмы. Обобщенная принципиальная схема лазера ……. Методы создания инверсии в активных средах. Эффективность работы лазеров коэффициент по-. Основные типы лазеров в диагностике плазмы Жидкостные лазеры на красителях…….. Распространение электромагнитных волн в плазме. Электромагнитные волны в изотропной плазме. Электромагнитные волны в магнитно-активной плазме………………………………………………. Диагностические методики, основанные на поглощении, отражении и отклонении зондирующего излучения в плазме ……………………. Поглощение электромагнитного излучения в. Преломление электромагнитных волн в плазме … Метод теневого фотографирования ……………… Основные оптические схемы интерферометров, применяемые в диагностике плазмы……………… Методы регистрации фазовых сдвигов при интерферометрических измерениях ………………………. Интерферометрия с гетеродинным переносом спектра сигнала на промежуточную частоту ………. Интерферометрия с дифференциальной фоторегистрацией ……………………………………… Интерферометрия с квадратурной фото-. Интерферометры с пассивной и активной стабилизацией измерительного плеча……………………… Двухволновые интерферометры с компенсацией. Двухволновая диагностика частично ионизованной плазмы…………………………………………………. Голографические методы исследования плазмы.. Измерение магнитного поля в плазме. Эффект Фарадея и вращение плоскости поляриза-. Лазерные методы исследования магнитных полей в импульсной плазме…………………………………… Измерения магнитных полей на установках типа токамак………………………………………………… Восстановление локальных параметров плазмы по данным интегральных измерений …………….. Определение параметров плазмы по рассеянию лазерного излучения ………………………………… Детектирование оптического излучения …… На них, прежде всего, и ориентировано данное издание. Однако расширение авторского коллектива привело как к количественному увеличению объема представленного материала, так и к качественному его улучшению во всяком случае, авторы надеются, что это им удалось сделать. Различные направления диагностических методов с использованием для зондирования плазмы лазерного излучения рассматриваются в книге с различной степенью детализации. Прежде всего, это связано с научными интересами авторов. И именно поэтому лазерная интерферометрия и вопросы, с нею связанные, представлены в учебном пособии наиболее полно. Учитывалась также и практическая распространенность для экспериментального исследования плазмы тех или иных лазерных диагностических методик, их представление в оригинальных публикациях и обзорах в доступных периодических изданиях. Логика и порядок изложения материала определялись как существующим учебным планом для студентов МИФИ, так и стремлением расширить аудиторию читателей с различной степенью подготовки. Поэтому в первых двух главах представлены основные принципы и понятия лазерной физики и рассмотрены конкретные типы лазеров, нашедшие наибольшее применение в диагностике плазмы. В третьей главе рассматриваются основные эффекты распространения электромагнитных волн в плазме. Немаловажным обстоятельством, определившим необходимость издания данного пособия, явилось полное отсутствие учебной литературы, выпущенной в центральных издательствах России, по лазерной диагностике плазмы на русском языке. В настоящее время в рамках рассматриваемого нами раздела диагностики они представляют скорее исторический интерес. Авторы настоящего учебного пособия попытались восполнить обозначенный выше пробел. Башутину, в многолетнем сотрудничестве с которыми получены научные результаты, вошедшие и в эту книгу. Начало исследованию плазмы было положено М. Ломоносовым и его сподвижником и оппонентом Г. Они занимались изучением грозовых явлений еще в первой половине XVIII в. Из-за несовершенства диагностической аппаратуры закончились эти исследования трагически. Георг Вильгельм Рихман погиб, по одной из гипотез, от шаровой молнии при исследовании с помощью 'электрического указателя' прообразаэлектроскопа , который не был заземлён. После этого исследования электричества в России на время были запрещены. В самом начале XIX столетия русский физик Василий Владимирович Петров исследовал созданную им электрическую дугу в атмосфере. Результаты этих работ были им обнародованы в г. На современном языке можно сказать, что это были первые опыты с лабораторной плазмой. Но о появлении диагностики плазмы как раздела физики плазмы можно говорить, после того как в х годах ХХ в. Однако уже через два десятилетия, когда ведущие государства мира начали вкладывать значительные средства в решение проблемы управляемого термоядерного синтеза УТС , физика плазмы стала бурно развиваться. Естественно, что сразу же потребовались средства измерения параметров плазменных объектов. Основой первых методик для диагностики плазмы стали экспериментальные приборы, созданные в таких областях науки и техники, как оптика, астрофизика, гидро- и газодинамика, техника СВЧ, техника высоких напряжений, электроника и др. Со временем диагностика плазмы стала важным разделом физики плазмы. В природе вещество в состоянии плазмы встречается достаточно редко. Плазма обычно образуется при концентрации высокой плотности энергии в малых объемах, например, в виде шаровой рис. В1 или линейной молнии. Подавляющее число исследований плазмы проводится в лабораторных условиях. К настоящему времени на созданных установках получено необычайное разнообразие параметров лабораторной. Так, диапазон изменения электронной концентрации N e — пятнадцать порядков от 10 9 см —3 в газовом разряде до 10 24 см —3 в. Температура Т изменяется на четыре порядка: Плазменные объекты имеют характерные размеры l от 10 —3 см в установках инерциального синтеза рис. В электрическом разряде постоянного тока, с другой стороны, плазма существует стационарно. Возможные значения магнитного поля H также охватывают широкий диапазон: Необходимость в получении информации о параметрах столь различающихся плазменных объектов закономерно привела к разработке и внедрению в плазменный эксперимент большого количества диагностических методик. При этом очень важным является отсутствие контакта диагностического инструмента с плазмой, в противном случае возможно изменение ее параметров. Бесконтактные методы являются наиболее предпочтительными в плазменных исследованиях. Информацию о плазме можно получить, исследуя эмиссию из плазмы различного рода излучений пассивная диагностика , либо. Перечисленные эффекты используют для определения интегральных характеристик вдоль направления зондирования плазменного образования. Процесс рассеяния фотонов на свободных электронах или на флуктуациях плотности, хотя и имеет очень низкое сечение, находит широкое применение в диагностике плазмы, так как позволяет получить информацию о локальных значениях параметров плазмы. Роль этого события для науки и практики трудно переоценить. На сегодняшний день трудно назвать область человеческой деятельности, где бы они ни использовались. Очень быстро лазер превратился из объекта исследований в универсальный инструмент, нашедший применение практически во всех областях деятельности человека в науке, промышленности, медицине. Применение лазера как средст-. FAQ Обратная связь Вопросы и предложения. Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ. Голубев Подготовлено в рамках Инновационной образовательной программы МИФИ. Принципы работы и устройство лазеров ……. Физические основы работы лазера … Эффективность работы лазеров коэффициент по- лезного действия …………………………. Поглощение электромагнитного излучения в плазме ……………………………………………. Интерферометрия с квадратурной фото- регистрацией………………………………………….. Двухволновые интерферометры с компенсацией вибропомех в плазменном эксперименте Эффект Фарадея и вращение плоскости поляриза- ции…………………………………………………… Физические основы поляриметрии света…………… 7. Лазерные методы исследования магнитных полей в импульсной плазме…………………………………… 7. Измерения магнитных полей на установках типа токамак………………………………………………… Глава 8. Определение параметров плазмы по рассеянию лазерного излучения ………………………………… Приложение 1. Метрологические характеристики электромаг- нитного излучения…………………….. ВВЕДЕНИЕ Начало исследованию плазмы было положено М. В1 или линейной молнии рис. К настоящему времени на созданных установках получено необычайное разнообразие параметров лабораторной плазмы. Так, диапазон изменения электронной концентрации N e — пятнадцать порядков от 10 9 см —3 в газовом разряде до 10 24 см —3 в лазерной плазме. Время суще- ствования t короткоживущей плазмы может составлять всего нескольких пикоили даже десятков фемтосекунд лазерная плазма. Мишенный узел для экспериментов по инерциальному термоядерному синтезу. В свою очередь, среди активных методик выделяются те, в которых взаимодействие электромагнитного излучения с плазмой не приводит к возмущению ее состояния. Однако при этом сама плазма вносит в проходящую через неё электромагнитную волну амплитудные, фазовые и поляризационные искажения, поскольку обладает сильно выраженными дисперсионными свойствами и анизотропией. Измерение внесенных искажений позволяет определить основные характеристики плазмы. К ним мы прежде всего будем относить температуру и концентрацию составляющих плазму частиц. Среди эффектов взаимодействия электромагнитного излучения с плазмой, которые нашли применение в диагностике, выделим основные. Это поглощение, отражение, отклонение на градиентах концентрации, рефракция то есть изменение длины оптического пути по сравнению с вакуумом или воздухом и фарадеевское вращение плоскости поляризации, которое появляется при наличии составляющей магнитного поля, параллельной направлению распростране-. Камера европейского токамака JET ходят при сообщении те- Joint European Torus Англия лу какого-либо вида.
/ Вовченко Лазерные методы диагностики 2008
ДИАГНОСТИКА ПЛАЗМЫ это:
Диагностика плазмы
Asus zenfone zd551kl характеристики
Психологические рисуночные тесты взрослых
Площадь машиноместа в подземном паркинге норматив