БП_Отзыв вед.орг (Поверхностные волны и резонансные явления в электронной плазме с плавными границами)

«УТВЕРЖДАЮ»Директор Федерального государственногобюджетного учреждения науки Института общейфизики им. А.М. ПрохороваРоссийской академии наук, академик РАНЩербаков И.А.«_____» ____________________2016ОТЗЫВведущей организации на диссертацию Орликовской Нино Григорьевны«Поверхностные волны и резонансные явления в электронной плазме сплавными границами» представленную на соискание ученой степени кандидатафизико-математических наук по специальности 01.04.08 – физика плазмыДиссертационная работа Орликовской Н.Г. посвящена исследованиюповерхностных волн в пространственно-неоднородной плазме (в плазме сплавными границами), а также рассмотрению взаимодействий волна-частица вточках резонанса поверхностных плазменных волн и объемных ленгмюровскихволн непрерывного спектра.Как известно в реальных условиях резких границ у плазмы не бывает.Обычно существует некая пространственная область, где плотность плазмыменяется от нуля до какого-то максимального значения.

С этим связана одна изтрудностей теории поверхностных волн, а именно: не известно к какой точкеобласти неоднородности плазмы «привязана» поверхностная волна. Еще одинсущественный вопрос обусловлен наличием точки плазменного резонанса, вкоторой происходит трансформация плазменной волны в локальную объемнуюволну непрерывного спектра. В теории плазмы большое значение имеетматематическая проблема правильного учета особой точки плазменногорезонанса. Ответ на поставленные вопросы принципиально важен как для теорииповерхностных волн в плазме, так и для многих прикладных проблем иприложений.

Например, в плазменной СВЧ-электронике именно наповерхностных волнах в плазменных волноводах работают все нынесуществующие усилители и генераторы электромагнитных волн СВЧ-диапазона.Переход в экспериментальных установках плазменной СВЧ-электроники к болеекоротковолновому диапазону волн требует использования незамагниченнойплазмы большой плотности, что приводит к необходимости дополнительноготеоретического исследования поверхностных волн в плазме, в условиях, когдаграницы плазмы нельзя считать резкими.Все сказанное свидетельствует о существовании целого ряда вопросов,рассмотрение которых необходимо для построения теории поверхностных волн вплазме, и обуславливает актуальность проведенных в диссертации исследований,которые к тому могут иметь большое прикладное значение.ОПИСАНИЕВЫПОЛНЕННОЙРАБОТЫИПОЛУЧЕННЫХРЕЗУЛЬТАТОВ ПО ГЛАВАМ.Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и спискалитературы.Во введении автором обоснована актуальность поставленной задачи,сформулированы цели исследования, перечислены защищаемые положения,охарактеризована научная новизна основных результатов работы и ее научнопрактическая значимость.Первая глава имеет обзорный характер.

В ней на основе известныхлитературных источников рассматриваются поверхностные волны в плазме срезкими границами как в отсутствие, так и при наличии внешнего магнитногополя в плоской и цилиндрической геометриях. Излагаются методы получениядисперсионных уравнений поверхностных волн и приводятся основныечастотные спектры.Вторая глава посвящена поверхностным волнам в плазме с плавнымиграницами. Исследованы различные геометрии плазменного слоя: плазменноеполупространство с линейной границей; плазма с одной линейной границей вволноводе; симметричный слой плазмы с двумя линейными границами;симметричный слой с двумя линейными границами в волноводе, а также случайпроизвольной зависимости плотности плазмы от пространственной координаты.Приводится вывод основного дифференциального уравнения теорииповерхностных волн.

Получены дисперсионные уравнения в длинноволновомпределе, которые решены аналитически и численно. Показано, что вкоротковолновой области помимо обычных поверхностных волн существуют иновые типы слабозатухающих поверхностных волн, а в длинноволновой областиони переходят в граничные волны. Также в главе исследуются свойстваповерхностных волн в зависимости от величины параметра, определяющегостепень неоднородности плазмы в волноводе. Установлено, что при увеличениистепени неоднородности плазмы обычные и новые слабозатухающиеповерхностные волны пропадают и остаются только граничные волны. Изложенатеория поверхностных волн в плазме с линейной границей в безграничномпространстве, пригодная в любом диапазоне длин волн. В конце главыобсуждаются поверхностные волны в плазме при произвольном профилеплотности.В третьей главе изложена теория цилиндрических поверхностных волн вплавно неоднородной плазме, находящейся в волноводе с круговым поперечнымсечением.

В данной главе рассмотрены три конфигурации плазмы: плазма,имеющая одну внешнюю границу; плазма с одной внутренней границей,примыкающая к стенке волновода; плазма с двумя границами – трубчатаяплазма. Получены дисперсионные уравнения, которые решены аналитически ичисленно. Показано, что помимо нормальных поверхностных волн, имеются неописанные ранее аномальные поверхностные волны.В четвертой главе рассматриваются плазменные системы во внешнеммагнитном поле с аналогичной второй главе геометрии. В каждом случаеполучены дисперсионные уравнения поверхностных волн и определены частотыповерхностных волн. Проведено сравнение с ранее полученными результатами вслучае плазмы без внешнего магнитного поля (Глава 2) и в случае плазмы срезкими границами во внешнем магнитном поле (Глава 1).

В конце главыизложена теория поверхностных волн магнитоактивной плазмы с линейнойграницей в безграничном пространстве, пригодная в любом диапазоне длинволн. Показано, что решением основного дифференциального уравнения теорииповерхностных волн является линейная комбинация функции Лаггера ивырожденной гипергеометрической функции. Также, для примера, представленочисленное решение общего дисперсионного уравнения и описан характердисперсионных кривых. Показано, что в коротковолновой области имеютсяновые типы слабозатухающих поверхностных волн с частотами, близкими кэлектронной циклотронной и электронной ленгмюровской частотам.В заключительной части диссертации проведен анализ полученныхрезультатов и приведен список используемой литературы.НАУЧНАЯ ЗНАЧИМОСТЬВ качестве одного из основных результатов работы можно выделитьподробное изучение влияния степени «размытости» границ плазмы на спектрыповерхностных волн различного типа и условия их существования. Также,следует отметить, что автор диссертации, в ходе исследования внесдополнительную ясность в важные теоретические вопросы, такие, какобоснование правила учета особых точек плазменного резонанса в рамкахтеории поверхностных волн плазмы с плавными границами и учет магнитногополя в теории плазменных поверхностных волн.НАУЧНАЯ НОВИЗНААвтором впервые в аналитическом виде были получены дисперсионныеуравнения для определения комплексных спектров частот поверхностных волнразличных плазменных структур с плавными границами в плоской ицилиндрической геометриях и проанализированы их решения.

Обнаружены иисследованы новые типы поверхностных волн в плазме, обусловленныеразмытостью границ плазмы. Также, впервые учтено влияние внешнегомагнитного поля на комплексные спектры частот поверхностных волнплазменного полупространства и плазменного слоя с плавными границами.ДОСТОВЕРНОСТЬДостоверность результатов подтверждается согласованностью срезультатами численных расчетов, а также соответствием полученныхрезультатов в предельных переходах. Кроме того, результаты диссертациисогласуются с приведенными в литературе результатами других авторов.ВОСТРЕБОВАННОСТЬС одной стороны, обнаруженные в работе закономерности могут бытьвостребованы при решении прикладных задач в плазменной СВЧ-электронике. Сдругой стороны, разработанные теоретические методы представляют интерессами по себе, так как являются полноценной теорией и могут быть обобщены наболее сложные случаи.

Результаты работы могут быть использованы в ИОФРАН, ФИ РАН, на физическом факультете МГУ и других научных организациях,занимающихся физикой плазмы и плазменной СВЧ-электроникой.ЗАМЕЧАНИЯПо диссертационной работе имеются следующие замечания:1.В диссертации не обсуждена связь между задачей на собственныезначения по определению комплексных частот поверхностных волн внеоднородной плазме (решена в диссертационной работе Н.Г.Орликовской) и задачей падения поперечной электромагнитной волны нанеоднородную плазму (давно и подробно исследована в различныхприближениях). Обе эти задачи сводятся к решению одного и того жедифференциального уравнения для напряженности электрического поля, вобеих задачах необходим учет особенностей поля в точке плазменногорезонанса.

Было бы неплохо, если бы в диссертации сравнению этих двухключевых задач теории плазмы и теории волн было уделено определенноевнимание.2.Следовало бы рассмотреть (по крайней мере, в длинноволновомприближении) поверхностные волны в плавно неоднородной плазме приналичии внешнего магнитного поля в цилиндрической геометрии. Именноцилиндрическая геометрия представляет наибольший интерес дляприложений.3.Не исследована роль непотенциальности электромагнитного поля.

Покрайней мере, следовало привести условие, при выполнении которогоисследованные в диссертации поверхностные волны можно считатьпотенциальными.Сделанные замечания, однако, не снижают достоинств данной работы,выполненной на высоком научном уровне. В целом работа представляет собойзаконченный труд, в котором получен ряд важных теоретических результатов.Как по уровню, так и по полученным результатам работа удовлетворяеттребованиям ВАК, предъявляемым к кандидатским диссертациям, а ее авторОрликовская Нино Григорьевна заслуживает присуждения степени кандидатафизико-математических наук по специальности 01.04.08 – физика плазмы.Авторефератправильноотражаетсодержаниедиссертациииопубликованных работ автора.Отзыв составлен заведующим теоретическим отделом, доктором физико –математических наук, профессором Гусейн-заде Н.Г.

и утвержден на ученомсовете теоретического отдела, протокол № 8 от 05 октября 2016 г.Председатель Ученого советатеоретического отдела, зав. отд.д-р физ.-мат. наук, проф.Гусейн-заде Н.Г.Ученый секретарь,д-р физ.-мат. наукСтрелков В.В.«05» октября 2016 г..