《電磁輻射的電漿散射：理論與測量技術》是2022年科學出版社出版的圖書。
基本介紹
- 中文名：電磁輻射的電漿散射：理論與測量技術
- 作者：[美]達斯汀·H.弗洛拉,[美]西格弗里德·H.格倫澤,[美]內維爾·C.盧曼 等
- 出版時間：2022年
- 出版社：科學出版社
- ISBN：9787030680945
- 類別：自然科學
- 開本：16 開
- 裝幀：平裝-膠訂
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
《電磁輻射的電漿散射——理論與測量技術（原書第二版）》為《電漿輻射的電磁散射》1975年版的更新版，在其基礎上增加了工業和熱密電漿、高能粒子測量和儀器、集體湯姆孫散射與技術等內容。
《電磁輻射的電漿散射——理論與測量技術（原書第二版）》全面系統地介紹了電漿散射的基本概念、描述與測量方法，以及在各行業的套用。《電磁輻射的電漿散射——理論與測量技術（原書第二版）》正文共12章，第1章為概述，第2章介紹了電漿散射功率譜的基本概念、散射功率譜與電漿密度漲落之間的關係式，第3章推導了集體行為非磁化、準平衡態電漿的通用散射譜表達式，第4章推導了電漿的非集體性散射，第5章分析了電漿的集體性散射譜的實驗結果，第6章討論了利用散射技術進行電漿診斷存在的局限與問題，第7章介紹了光學儀器函式、光譜儀與光學校準，第8章結合一些具體套用討論了如何利用湯姆孫散射技術，第9章討論了工業電漿、高能離子散射與聚變電漿，第10章推導了磁化電漿散射譜並討論其套用，第11章討論了利用硬X射線（高能光子）探測熱密電漿以及在康普頓散射與電漿激元散射中的套用，第12章對不穩定電漿散射進行了綜述。附錄A—E分別給出了有關的數學方法、電漿動力學理論、色散關係推導、湯姆孫散射譜的簡單計算方法、常用的物理常數與公式。
圖書目錄
目錄
譯者序
前言
致謝
第1章 概述 1
1.1 引言 1
1.2 電漿 2
1.3 單位制 5
1.3.1 高斯單位制 5
1.3.2 SI單位制 6
1.3.3 單位電荷q的麥克斯韋方程和洛倫茲力 6
1.4 電漿中的特徵長度和特徵時間 7
1.5 電漿對電磁輻射的散射 8
1.6 運動電荷的輻射 8
1.7 電磁波對電荷的加速 11
1.7.1 無外力作用時的低速電荷 11
1.7.2 無外力作用時的高速電荷 14
1.7.3 有外力作用時的低速電荷 15
1.7.4 在外加磁場下的高速電荷 15
1.8 本書中用於計算的一般約束條件 16
1.8.1 輻射與電漿的巨觀相互作用 16
1.8.2 一般限制 17
1.8.3 非集體性譜和集體性譜 18
習題 19
奇數習題答案 20
第2章 散射功率譜 26
2.1 譜密度函式S(k，w) 26
2.1.1 集合平均 26
2.1.2 電子密度的漲落ne(k，w) 26
2.1.3 S(k，w)的定義 27
2.2 電漿的動力學方程 28
2.2.1 克利蒙托維奇方程 28
2.2.2 近平衡態電漿的碰撞 30
2.3 散射功率[Ps(k，ws)] 31
2.3.1 通解[Ps(R，ws)] 31
2.3.2 低溫電漿(v/c)＜＜1 134
2.3.3 高溫電漿(v/c)2＜＜1 135
2.3.4 S(k，w)傅立葉-拉普拉斯變換和碰撞 36
習題 37
奇數習題答案 37
第3章 電漿理論中的散射譜 38
3.1 引言 38
3.2 B=0和v=0時ne(k，w)的推導 39
3.2.1 基本方程 39
3.3 電子密度漲落ne(k，w) 40
3.3.1 項 42
3.3.2 第二項 43
3.3.3 第三項 43
3.4 無碰撞電漿的譜密度函式S(k，w) 43
3.4.1 任意函式 43
3.5 熱電漿的散射功率 44
3.5.1 完全相對論功率譜 45
3.5.2 二階ˉ 47
3.6 關於各種初始條件影響的討論 48
3.6.1 電荷初始條件 48
3.6.2 非平衡初始條件 50
3.7 對於碰撞電漿B=0的S(k，w) 50
3.7.1 任意分布函式 50
3.7.2 具有麥克斯韋速度分布的解 52
3.8 漲落-耗散理論的散射譜S(k，w) 54
習題 55
奇數習題答案 56
第4章 非集體性散射 60
4.1 引言 60
4.2 散射頻率中都卜勒頻移的來源 62
4.3 對β的一階項和二階項的比較 66
4.4 有限渡越時間效應 67
4.5 熱力學平衡下的電漿非集體性散射 68
4.5.1 散射功率的頻譜 68
4.5.2 微分散射截面 69
4.5.3 波長譜 69
4.5.4 實驗上的套用 70
4.5.5 光子散射率 72
4.5.6 非對稱分布函式 73
4.5.7 電子溫度的測量 73
4.5.8 磁聚變電漿的電子溫度測量 73
4.6 磁化電漿的非集體性散射 77
4.6.1 單電子的散射功率 78
4.6.2 熱力學平衡下磁化電漿的非集體性散射 78
4.7 散射譜 80
4.7.1 精細結構 80
4.7.2 精細結構解析度 80
4.7.3 譜包絡 81
4.7.4 磁場強度的測量 82
4.8 電漿磁場方向測量 83
習題 85
奇數習題答案 86
第5章 電漿的集體性散射 89
5.1 引言 89
5.2 S(k，w)，麥克斯韋分布函式 90
5.2.1 高頻 92
5.2.2 低頻 92
5.3 S(k，w)，薩普陀近似 93
5.3.1 電子分量-薩普陀近似 93
5.3.2 離子分量-薩普陀近似 93
5.3.3 完整的譜密度函式-薩普陀近似 94
5.3.4 電子電漿共振 94
5.3.5 離子聲波共振 94
5.3.6 電子與離子的相對漂移 95
5.4 實驗套用 97
5.4.1 實驗原理 98
5.4.2 電子電漿波 99
5.4.3 離子聲波 103
5.5 碰撞電漿 108
5.5.1 電子電漿共振 108
5.5.2 離子聲波共振 110
5.6 總散射截面 112
5.6.1 薩普陀近似 112
5.6.2 任意的Te/Ti 113
5.6.3 流體模型 114
習題 116
奇數習題答案 118
第6章 散射實驗的約束條件 125
6.1 引言 125
6.2 源的選擇 125
6.2.1 X射線探針的要求 125
6.3 散射角的選擇 128
6.3.1 寄生輻射 129
6.3.2 散射角Δθ的範圍 131
6.4 信噪比 131
6.4.1 量子統計噪聲 131
6.4.2 單脈衝信號的測量 132
6.4.3 多脈衝的測量平均值 132
6.4.4 電漿噪聲 132
6.5 散射功率與軔致輻射功率之比 134
6.5.1 軔致輻射 134
6.5.2 散射功率與軔致輻射功率之比 135
6.5.3 散射功率和軔致輻射功率之比的有趣特徵 .135
6.5.4 線輻射 137
6.5.5 同步檢波 138
6.6 入射波束對電漿的影響 139
6.6.1 引言 139
6.6.2 經典碰撞損耗 140
6.6.3 庫侖碰撞 141
6.6.4 量子力學效應 142
6.6.5 中性粒子的碰撞和電離 142
6.6.6 集體效應 143
6.7 探測器 144
6.7.1 光電子探測器 144
6.7.2 熱探測器 146
6.7.3 X射線探測器 149
6.7.4 等效噪聲功率 151
6.7.5 克服背景噪聲的外差和零差法 152
習題 157
奇數習題答案 159
第7章 光學系統 161
7.1 引言 161
7.2 光譜儀的一般屬性：儀器函式 162
7.2.1 單色譜 163
7.2.2 分辨能力 163
7.2.3 寬輸入譜 163
7.3 衍射光柵光譜儀：理論 164
7.3.1 介紹性說明 164
7.3.2 儀器函式 166
7.3.3 時間儀器函式 167
7.4 光譜儀：圖像解析器與套用 168
7.4.1 光柵光譜儀 168
7.4.2 晶體光譜儀 170
7.4.3 舉例 171
7.5 法布里-珀羅標準具：理論 173
7.6 法布里-珀羅標準具光譜儀：圖像解析器與套用 176
7.6.1 典型的光譜儀 176
7.6.2 圖像解析器與多標準具系統 178
7.6.3 舉例 179
7.6.4 干涉濾波器 180
7.7 校準與對準 181
7.7.1 瑞利散射 181
7.7.2 拉曼散射 183
7.7.3 電子回旋加速器輻射截止數據 184
7.7.4 微湍流與相干波的集體性散射系統的校準 .185
7.7.5 散射體積與對準 189
7.8 典型的集體性散射實驗裝置與一些考慮 189
7.8.1 實驗裝置 189
7.8.2 參數選擇與散射體積定義 191
習題 193
奇數習題答案 194
第8章 湯姆孫散射技術 196
8.1 引言 196
8.1.1 一些有趣的技術 197
8.2 前向散射、相位閃爍成像與相位對比成像 204
8.3 來自驅動(非熱)波的湯姆孫散射 212
8.4 直接前向湯姆孫散射 214
8.5(w，k)-分辨湯姆孫散射 216
8.6 受激拉曼散射的亞皮秒時間分辨湯姆孫散射 217
8.7 多離子聲速湯姆孫散射用於探測(Te，ne) 218
第9章 工業電漿與高能離子散射 221
9.1 工業與其他的低溫電漿 221
9.2 高能離子的散射 228
9.2.1 快離子分布函式 228
9.2.2 快離子散射 229
9.2.3 ITER的實驗數據和計畫 231
9.3 燃燒電漿 235
9.3.1 磁聚變 235
9.3.2 為ITER提出的其他系統示例 236
9.3.3 慣性聚變 236
習題 241
奇數習題答案 242
第10章 磁化電漿的散射 245
10.1 引言 245
10.1.1 動力學方程 245
10.1.2 有用的恆等式 246
10.2 譜密度函式S(k，w)的計算 247
10.2.1 密度漲落的計算 247
10.2.2 縱向近似 249
10.2.3 非磁化離子 250
10.3 S(k，w)，麥克斯韋分布函式 251
10.3.1 非磁化離子 252
10.4 碰撞磁化電漿 253
10.4.1 任意分布函式 253
10.4.2 麥克斯韋分布函式 254
10.5 橫向模式 255
10.6 磁化譜的一般特徵 257
10.6.1 參數 257
10.6.2 極限情況 259
10.7 總散射截面ST(k) 259
10.8 高頻譜 262
10.8.1 262
10.8.2 265
10.9 低頻譜 268
10.9 268
10.9.2 268
習題 270
奇數習題答案 270
第11章 X射線湯姆孫散射 272
11.1 概述 272
11.2 X射線散射關係式 273
11.3 X射線散射實驗 276
11.4 套用 281
習題 287
奇數習題答案 291
第12章 不穩定電漿的散射 293
12.1 引言 293
12.1.1 不穩定電漿 293
12.1.2 增強散射 293
12.1.3 不穩定性尺度 295
12.2 微觀不穩定性理論 295
12.2.1 基本方程 295
12.2.2 不穩定性的產生 296
12.2.3 不穩定性的初始演化 298
12.2.4 準線性理論 298
12.2.5 弱湍流 299
12.2.6 強湍流 299
12.3 臨界穩定電漿散射 300
12.3.1 漂移不穩定性的產生 300
12.3.2 離子-聲波不穩定性的觀測 301
12.4 弱不穩定電漿的散射 303
12.4.1 波束-電漿不穩定性 303
12.4.2 不穩定波束-電漿系統散射 303
12.5 激波前沿微湍流的散射 304
12.5.1 引言 304
12.5.2 實驗 305
12.6 磁約束電漿的不穩定性 308
