Лектор: к.ф.-м.н., доцент Мурсенкова Ирина Владимировна
(кафедра кафедра молекулярных процессов и экстремальных состояний вещества физического факультета МГУ)

Код курса:               

Статус:          обязательный

Аудитория:    специальный

Специализация:   Физика
     молекулярных процессов

Семестр:           1

Трудоёмкость:   2 з.е.

Лекций:            25 часа

Практ. занятий: 4 часа

Отчётность:       зачёт

Начальные          М-ПК-1,
компетенции:      М-ПК-6

Приобретаемые    М-ПК-3,
компетенции:       М-ПК-4

                              Аннотация курса

.

Приобретаемые знания и умения

В результате освоения дисциплины обучающийся должен научиться анализировать основные процессы, протекающие в плазме газового разряда, знать основные свойства разрядов и области их практического применения.

Образовательные технологии

Курс имеет электронную версию для презентации. Лекции читаются с использованием современных мультимедийных возможностей и проекционного оборудования.

Логическая и содержательно-методическая взаимосвязь с другими частями ООП

Курс читается в логической взаимосвязи со специальными дисциплинами: «Гидродинамика релаксирующих и реагирующих сред», «Физика горения и взрыва», «Экспериментальные методы», «Квантовая химия и теория строения молекул».

Дисциплины и практики, для которых освоение данного курса необходимо как предшествующего

Научно-исследовательская практика, научно-исследовательская работа, курсовая работа.

Основные учебные пособия, обеспечивающие курс

1. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. М., Наука, 1987. 

2. Королев Ю.Д., Месяц Г.А. Физика импульсного пробоя газов. М., Наука, 1991.

Основные учебно-методические работы, обеспечивающие курс

1. Смирнов Б.М. Физика слабоионизованного газа (в задачах с решениями). М., Наука, 1985.

2. Мурсенкова И.В. Учебно-методическое пособие к курсу лекций «Физика газового разряда» (подг. к печати)

Основные научные статьи, обеспечивающие курс

1. Знаменская И.А., Латфуллин Д.Ф., Мурсенкова И.В., Сысоев Н.Н. Экспериментальное исследование взаимодействия распадающейся плазмы импульсного объемного разряда с ударным слоем. Вестник МГУ, Сер. 3. Физика. Астрономия. 2006. № 3. С. 57-61.

2. Баженова Т.В., Знаменская И.А., Луцкий А. Е., Мурсенкова И.В. Исследование поверхностного энерговклада в газ при инициировании наносекундного распределенного скользящего разряда. ТВТ, 2007. Т. 44. № 4. С.   580-587.

3. Знаменская И.А., Латфуллин Д.Ф., Мурсенкова И.В. Поверхностный поперечный распределенный наносекундный разряд в сверхзвуковом пограничном слое. ДАН, 2009. Т. 427. № 1. С. 32-34.

4. Знаменская И.А., Латфуллин Д.Ф., Луцкий А.Е. , Мурсенкова И.В. Энерговклад в пристеночный слой газа при инициировании наносекундного скользящего поверхностного разряда. Письма в ЖТФ, 2010. Т. 36, вып. 17. С. 35-41.

Программное обеспечение и ресурсы в интернете

Контроль успеваемости

Промежуточная аттестация проводится на 6 и 14 неделе в форме контрольных работ с оценкой. Критерии формирования оценки – уровень знаний пройденной части курса.

Текущая аттестация проводится еженедельно. Критерии формирования оценки – посещаемость занятий, активность студентов на лекциях.

Фонды оценочных средств

Контрольные вопросы для текущей аттестации на семинарах; вопросы и задачи для контрольных работ; вопросы к экзамену; тесты и компьютерные тестирующие программы; темы докладов и рефератов.

Раздел

Неделя

Введение. Применение газовых разрядов в науке и технике. Классификация газовых разрядов.

1

Элементарные процессы в плазме газового разряда. Сечения столкновений и скорости протекания процессов. Упругие и неупругие столкновения. Взаимодействие электронов с атомами и ионами. Функция распределения электронов по скоростям. Анализ кинетического уравнения Больцмана применительно к описанию газоразрядной плазмы.

2

Направленное движение электронов и ионов в газе под действием электрического поля. Скорость дрейфа. Подвижность. Диффузионное движение электронов и ионов. Виды диффузии.

3

Элементарные процессы, вызывающие ионизацию, и их роль в плазме газового разряда. Формула Томсона. Виды процессов рекомбинации. Возбуждение при соударении нейтральных частиц с электронами. Удары второго рода. Девозбуждение атомов и молекул. Колебательные и вращательные уровни энергии. Термодинамически равновесная концентрация электронов. Формула Саха.

4-5

Перенос излучения в низкотемпературной плазме.

6

Несамостоятельные и самостоятельные разряды. Эмиссия электронов. Несамостоятельный ток с ионизационным усилением. Условие развития самостоятельного разряда. Таунсендовский механизм пробоя. Закон Пашена.

 7-8

Общее описание дуговых разрядов. Виды дуг. Электрическая дуга высокого давления.

9

Общее описание тлеющего разряда. Прикатодный слой и положительный столб тлеющего разряда. Теплопроводность. Баланс электронов в положительном столбе тлеющего разряда.

10-11

Неустойчивости в газоразрядной плазме. Стационарность и стабильность разряда. Контракция. Механизмы искровых разрядов. Электронно-ионные лавины и стримеры. Роль фотоионизации. Стримерный механизм пробоя. Лидерная теория пробоя.

12-13

Физика пробоя газа при высоком давлении. Коронный разряд. Барьерный разряд.

14

Высокочастотные разряды. Сверхвысокочастотные разряды. Оптический разряд.

15

Физика импульсного пробоя газа. Время запаздывания. Пробой при высоких перенапряжениях. Самостоятельный и несамостоятельный объемный разряд. Поверхностные разряды.

16