Автореферат (1149459)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Санкт-Петербургский Государственный университетНа правах рукописиПавлов Сергей ИвановичИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ПЫЛЕВЫХ ЧАСТИЦ В СТРУКТУРАХ ВСТРАТАХ ТЛЕЮЩЕГО РАЗРЯДА В МАГНИТНОМ ПОЛЕ01.04.08 – физика плазмыАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степени кандидатафизико-математических наукСанкт-Петербург 2015Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательномучреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургскийгосударственный университет.Научный руководитель: Карасев Виктор Юрьевич, доктор физикоматематическихнаук,доцент,Федеральноегосударственноебюджетноеобразовательноеучреждение высшего профессионального образованияСанкт-Петербургский государственный университет.Официальныеоппоненты:Дьячков Лев Гавриилович, доктор физикоматематических наук, профессор, Федеральноегосударственное бюджетное учреждение наукиОбъединенныйинститутвысокихтемпературРоссийской академии наук, профессор.Пинчук Михаил Эрнестович, кандидат физикоматематических наук, Федеральное государственноебюджетноеучреждениенаукиИнститутэлектрофизики и электроэнергетики Российскойакадемии наук, ведущий научный сотрудник.Ведущая организация:Федеральноегосударственноебюджетноеобразовательноеучреждениевысшегопрофессионального образования Петрозаводскийгосударственный университет, г.

Петрозаводск.Защита диссертации состоится «24»сентября 2015г. года в 15:00 часов назаседании диссертационного совета Д 212.232.45 Федерального государственногобюджетного образовательного учреждения высшего профессиональногообразования Санкт-Петербургского государственного университета по адресу:198504, г. Санкт-Петербург, Петродворец, ул. Ульяновская, д.1, Малыйконференц-зал Физического факультета.С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке им. М.

ГорькогоСанкт-Петербургского государственного университета по адресу: 199034, СанктПетербург, Университетская наб., д. 7/9. Автореферат и диссертация размещенына сайте www.spbu.ru.Автореферат разослан «___» _____________ 2015г.Ученый секретарь диссертационного советаД 212.232.45 д-р физ.-мат. наук2Сухомлинов В.С.ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.Актуальность работы.

Физика комплексной плазмы как самостоятельнаяобласть знаний появилась в 1994 году после открытия в экспериментах упорядоченныхквазикристаллических образований. Под комплексной плазмой подразумеваютспециально созданный в научной лаборатории объект, в котором пылевая компонентанаходится в состоянии сильной связи и корреляции. Комплексная плазма являетсяудобным объектом для изучения самоорганизованных структур и фазовых переходов.Исследования в ней можно производить на кинетическом уровне, поскольку пылевыегранулы эффективно рассеивают свет, а газоразрядная плазма является оптическипрозрачной средой.

Комплексная плазма является междисциплинарной областьюзнаний, объединяющих физику плазмы, физику неидеальных систем, фазовыхпереходов, физику твердого тела, оптику, астрофизику, коллоидную химию и другие.Свойства плазменных кристаллов моделируют свойства обычного вещества вэкстремальном состоянии. Роль комплексной плазмы для современной физики отраженав ряде литературных обзоров и монографиях, например в [1-6]. Одним из методовисследования комплексной плазмы является внешнее воздействие и наблюдениеотклика пылевой системы. Одним из продуктивных внешних воздействий являетсяналожение магнитного поля.При изучении динамики пылевых частиц кроме обычных сил – силы тяжести,электростатической, экранированной электрической – особую роль играют силы,связанные с коллективными плазменными потоками, например сила ионного увлечения.Именно силы, связанные с появлением заряженных пылевых гранул в собственноплазме, позволяют вскрывать глубокую связь между плазменными элементарнымипроцессами и поведением макроскопической пылевой компоненты.

Например, хорошоизвестно, что создание таких плазменно-пылевых объектов, как пылевые войдыстимулировало изменение представления об элементарных процессах и изменило расчетсилы ионного увлечения в комплексной плазме.Наложение внешнего магнитного поля как воздействие представляет особыйинтерес, так как избирательно действует на плазменные потоки. Продольное магнитноеполе вызывает в разряде азимутальную составляющую потоков [7-12], то естьазимутальную силу плазменного увлечения, давая экспериментаторам новыйинструмент исследования и диагностики, как пылевой компоненты, так и собственноплазмы. Особенно интересной оказалась динамика пылевой системы в страте вмагнитном поле, проявляющая действие нескольких конкурирующих механизмов,полного понимания которых к настоящему времени нет. Все это говорит обактуальности описанной тематики и представленной задачи.Цель работы.

Работа посвящена экспериментальному исследованию механизмоввращения плазменно-пылевых структур в стратифицированном тлеющем разрядепостоянного тока во внешнем продольном магнитном поле. Необходимо изучить3действие силы ионного увлечения на пылевые гранулы и увлечение гранулвращающимся газом разряда в магнитном поле.Научная новизна.1.Обнаружено и количественно исследовано влияние неоднородности магнитногополя на вращение плазменно-пылевых структур в стратах тлеющего разряда.2.Впервые детально исследована динамика плазменно-пылевой структуры впылевой ловушке над сужением разрядной трубки, определяемая существованиемрадиальной составляющей тока в вертикальном магнитном поле.3.Впервые реализован метод управления силой ионного увлечения, действующейна пылевые частицы, с помощью изменения состава плазмоформирующего газа.4.Обнаружено влияние вихревого тока в головной части страты на вращениеплазменно-пылевой структуры в страте в продольном магнитном поле.Практическая ценность:В работе предложен новый метод воздействия на плазменно-пылевые структуры,заключающийся в управление силой ионного увлечения в смесях с малой добавкой клегкому буферному газу тяжелой легко ионизуемой компоненты.Получены новые сведения о динамике плазменно-пылевых структур,формируемых в стратах тлеющего разряда и в пылевой ловушке в области суженияканала тока, в продольном магнитном поле.

Эти сведения могут быть использованы дляформирования плазменно-пылевых структур в пылевых ловушках с существеннымиградиентами электрического поля.Получены новые сведения о свойствах тлеющего разряда в стратифицированномрежиме, необходимые для развития двумерной теории страт и для описаниястратифицированного разряда в магнитном поле.Развита диагностика плазменно-пылевых структур в стратах и диагностикатлеющего разряда зондирующими частицами.Результаты работы могут использоваться в процессе обучения студентовмагистратуры и использоваться в специализированном курсе по физике комплекснойплазмы.Объект и метод исследования.

Объектом исследования являлись пылевыеструктуры и отдельные пылевые частицы, находящиеся в тлеющем разряде в состояниипокоя или в состоянии движения. Основным методом является экспериментальноеисследование объекта при воздействии на него магнитным полем.Положения, выносимые на защиту.1.Влияние неоднородности магнитного поля на вращение плазменно-пылевыхструктур в стратах тлеющего разряда.2.Динамика пылевой структуры, образованной над диэлектрической вставкой вобласти сужения токового канала в магнитном поле.3.Управление силой ионного увлечения, действующей на пылевые частицы вкомплексной плазме, осуществляемое путем выбора состава газовой смеси разряда.44.Регистрация механизма вращательного движения плазменно-пылевых структур встрате в магнитном поле, связанного с существованием вихревого тока, методомзондирования области головной части страты калиброванными частицами.Апробация работы.

Основные результаты работы докладывались и обсуждалисьна конференции по физике низкотемпературной плазмы ФНТП (Петрозаводск 2011,Казань 2013), школах и симпозиуме молодых ученых (Петрозаводск 2012); намеждународной конференции по физике плазмы и плазменным технологиям ФППТ(Минск 2012); на конференции по оптическим методам исследования потоков ОМИП(Москва 2009, 2013); на международной конференции о приложениях пылевой плазмы(Одесса 2013); на конференции студентов и молодых ученых СПбГУ «Физика ипрогресс» (Санкт-Петербург 2012); на международной конференция по физике плазмыи управляемому термоядерному синтезу (Звенигород 2014, 2015); на координационнойсессии Академии Наук по неидеальной плазме (NPP-2013, 2014), семинар с группойисследования комплексной плазмы воздушного и космического агентства Германии,Мюнхен 2014; на заседаниях кафедры «Общей физики 1».Публикации.

Основные результаты диссертации опубликованы в 8 статьях, в томчисле, в 7 из списка ВАК, а также в тезисах докладов, список которых приводится вконце автореферата.Личный вклад автора. Все представленные в диссертации результаты полученыавтором лично или при его непосредственном участии.Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав,разделенных на параграфы, заключения и списка литературы, содержащего 91наименование.

Общий объем диссертации 124 страницы, включая 52 рисунка, 3таблицы.СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИВо Введении обоснована актуальность выбранной темы диссертации,сформулирована цель работы, приведены основные положения, выносимые на защиту,показана научная новизна и практическая ценность работы.В Главе 1 приведен обзор литературы. В нем содержится история вопроса,описание первых экспериментов с плазменно-пылевыми структурами в специальныхразрядных камерах в наложенном магнитном поле [7,8].

Проанализированы работы, вкоторых впервые был зарегистрирован эффект вращения плазменно-пылевых структур встратах в магнитном поле [9-12], а также, где была получена знакопеременнаязависимость проекции угловой скорости частиц от магнитного поля. Рассмотреныизвестные на сегодняшний день гипотезы [11,13,14], предлагающие возможныепричины механизмов вращательного движения пылевых структур [11,12].Глава 2 посвящена экспериментальной проверке гипотезы, высказанной в [13],касающейся влияния неоднородностей магнитного поля на торцах соленоида надинамику плазменно-пылевых структур.В данной главе рассматривается влияние ряда неоднородностей, вызванныхрасходящимися линиями магнитного поля на торцах катушек, сужением токового5канала.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации