Dusty Plasmas pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Bouchoule, Andre (EDT)

出品人:

页数:418

译者:

出版时间:1999-9

价格:957.00 元

装帧:HRD

isbn号码:9780471973867

丛书系列:

图书标签:

Plasma Physics
Dusty Plasma
Complex Plasma
Plasma Diagnostics
Non-neutral Plasma
Plasma Sheath
Plasma Waves
Space Plasma
Astrophysical Plasmas
Laboratory Plasma

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具体描述

Dusty Plasmas Physics, Chemistry and Technological Impacts in Plasma Processing Edited by Andr? Bouchoule Universit? d'Orl?ans, France Dusty Plasmas gives the reader a thorough overview of current knowledge on many aspects of the subject, from the basic science to technological implications. The basic physics and chemistry of dusty plasmas developed in the first two chapters are complemented by the more practical considerations of diagnostics and technological implications in the two final chapters. The book will be of interest to those already involved in or just discovering dusty plasmas in their research and/or industrial activity.

* Physics and Modelling of Dusty Plasmas

* Sources and Growth of Particles

* Diagnostics of a Dusty Plasma

* Technological Impacts of Dusty Plasmas

宇宙尘埃与微观粒子：等离子体物理学前沿探索图书简介本书深入剖析了等离子体物理学的核心概念与前沿研究方向，重点聚焦于非理想等离子体、复杂等离子体（或称非理想等离子体，如粒子悬浮的胶体等离子体）的动力学行为、输运现象以及其在不同尺度上的应用。全书结构严谨，内容详实，旨在为高年级本科生、研究生以及相关领域的科研人员提供一本全面且深入的参考指南。第一部分：等离子体的基础理论与表征本书伊始，我们首先回顾了等离子体的经典定义与基本性质。等离子体，通常被称为物质的第四态，占据了宇宙中绝大部分可见物质的比例。我们详细阐述了理想磁流体（MHD）理论的适用范围与局限性，并引入了玻尔兹曼方程、福克-普朗克方程等用于描述非平衡等离子体微观粒子分布函数的关键数学工具。特别地，本部分深入探讨了等离子体诊断技术。精确的实验测量是理解等离子体行为的基础。我们细致分析了Langmuir探针法在测量电子温度和密度时的局限性，并着重介绍了激光诱导荧光（LIF）、Thomson散射以及光谱线分析等无扰动或微扰动诊断方法在复杂环境下的应用潜力与数据解读的复杂性。对于高能或低密度等离子体，如何有效获取空间和时间分辨的参数成为一个重要的技术挑战，本书对此提供了详尽的分析和案例。第二部分：复杂等离子体动力学与静电相互作用本章的核心在于突破传统均匀、弱耦合等离子体的框架，转向研究包含大量宏观尺度中性粒子或带电胶体颗粒的复杂系统。我们首先定义了“复杂等离子体”的物理图像，强调了宏观中性粒子（如灰尘或胶体球）的运动如何深刻影响等离子体的电学性质和波的传播特性。胶体动力学：在低速运动和弱电场下，胶体粒子之间的相互作用不再是简单的库仑力。由于等离子体背景的存在，粒子周围的电势分布被等离子体屏蔽（Debye屏蔽），导致形成了“有效长程相互作用势”。本书推导了基于有效势的粒子间相互作用模型，包括Yukawa势的修正形式，并讨论了这些修正如何导致宏观集体行为的改变，例如晶格结构的形成与稳定性。空间电荷效应与屏蔽：针对胶体颗粒的带电过程，我们阐述了等离子体鞘层（Sheath）内电场对颗粒充电速率的影响。颗粒表面的充电机制（如电子和离子流的不平衡吸附）是理解其稳定悬浮和空间排列的关键。我们分析了在不同工作压力和射频（RF）功率下，鞘层厚度和电场强度如何调控胶体粒子的平衡位置和振动模式。波的传播与不稳定性：在复杂等离子体中，传统的热等离子体中观测到的电子等离子体波和离子声波会发生显著的改变。本书详细研究了由胶体运动引起的低频波模式，如“胶体声波”（Dust Acoustic Waves, DAWs）和“胶体离子波”（Dust Ion Waves, DIWs）。这些波的色散关系包含了胶体质量和有效相互作用参数，是验证理论模型的关键实验证据。此外，我们还分析了导致系统失稳的机制，如离子拖曳（Ion Drag）引起的驱动不稳定性，这可能导致复杂的自组织结构（如晶格振荡或涡旋流）的出现。第三部分：输运现象与非平衡态在非平衡等离子体中，能量、质量和动量的输运过程往往由微观涨落和非线性效应主导。本书将精力放在了微观涨落与湍流的研究上。输运系数的计算：传统基于Chapman-Enskog理论的输运系数计算在强非均匀区域（如边界层或鞘层）不再适用。本书介绍了如何利用分子动力学（MD）模拟和蒙特卡洛（Monte Carlo, MC）方法来计算电子与离子在碰撞主导下的热导、粘滞系数，特别是当存在大质量比的重粒子（如灰尘）时，输运是如何被重粒子拖拽所影响的。湍流与尺度分离：深入探讨了等离子体中的湍流现象，特别是磁化等离子体中的阿尔芬湍流和非磁化环境下的静电湍流。我们使用径向向积分（Reversed-Gradient Equilibria, RGE）和波包分析方法来表征湍流的频谱特性。在复杂系统中，湍流不仅仅是电子和离子的随机运动，还涉及宏观胶体颗粒的有序运动对局部电场的扰动。如何将微观粒子的随机运动与宏观介质的集体输运有效地耦合起来，是本部分的一大理论贡献。非平衡态的自组织：等离子体，特别是受限的等离子体（如低温大气压等离子体或胶体晶格），倾向于自发形成有序结构或周期性图案。我们分析了这些自组织现象背后的非线性反馈机制，例如离子流的不对称性如何驱动胶体晶格产生缺陷或旋转结构。这些结构不仅是基础物理学问题，也与等离子体刻蚀、薄膜沉积等工业应用中的均匀性息息相关。第四部分：应用领域的前沿探索最后，本书将理论知识与实际应用紧密结合，展望了复杂等离子体物理在几个关键领域的潜力。空间等离子体环境：在星际介质、彗星尾部以及行星环系统中，都存在大量的尘埃颗粒。本书讨论了这些环境中的充电、聚集与消散过程，特别是高能粒子轰击对尘埃表面化学成分和形态的影响。等离子体推进与材料加工：在等离子体推进器中，惰性气体等离子体与金属或介质颗粒的相互作用决定了推力效率和污染问题。在半导体制造中的等离子体刻蚀中，引入的碳化硅（SiC）或聚合物微粒的输运和沉积行为，直接影响了特征尺寸的均匀性。本书对这些过程中的粒子动力学进行了详细的案例研究，并提出了优化方案。通过对经典理论的批判性回顾和对前沿复杂系统的深入剖析，本书致力于构建一个从微观粒子到宏观结构演变的完整理论框架，为未来等离子体物理的研究指明方向。