Выше отмечалось, что из-за большого различия масс электронов и ионов часто эффективными оказываются "гибридные" модели. Когда ионы описываются кинети- чески, а электроны гидродинамически. В этом параграфе мы рассмотрим этот подход на примере плазмооптических систем. Применения плазмы многообразны. Среди них все более видное место начинает занимать её использование как среды, формирующей необычные электромагнитные конфигурации. Так, уже много десятилетий Я. Б. Файнбергом и А. А. Рухадзе разра- батываются и используются плазменные волноводы, многими изучались "когерент- ные" методы ускорения тяжёлых частиц, в том числе с так называемой "кильватерной струей", и т. п. В п. 3.2.2 мы отмечали возможность создания самых различных рельефов элек- тростатического потенциала на основе эквипотенциализации магнитных силовых линий. Там же были указаны принципиальные схемы различных классов устройств, которые могут быть созданы на этой основе. В данном параграфе мы рассмотрим один из них — фокусирующие плазмооптические системы (ПОС). Раздел плазмодинамики, изучающий совокупность таких систем называют "плазмооптикой" [128, 129] 0. Классическую корпускулярную оптику будем называть "вакуумной". При всех её замечательных достижениях она обладает двумя большими недостатками. Преж- де всего она слаботочна, и размеры соответствующей оптической системы, даже в случае предельной сильноточности — как это было показано на примере диода, ограничены дебаевским радиусом. Ясно, что овладение оптикой квазинейтральных потоков — плазмооптикой, радикально изменит ситуацию. Плазмооптические систе- мы, став сильноточными, явятся мощным инструментом промышленных технологий. 1) Принципы плазмооптики сформулированы А. И. Морозовым 262 Гл. 5. Кинетика двухкомпонентной плазмы при классических столкновениях Вторым недостатком вакуумных оптических систем является лапласов характер используемого в них электростатического поля, т. е. подчинение вакуумного электро- статического поля уравнению Лапласа АФ = 0. E.7.1) Это обстоятельство приводит к целому ряду нежелательных эффектов. Так, напри- мер, нельзя сделать одиночные осесимметричные линзы (как магнитные, так и элек- трические) рассеивающими параллельный поток частиц (они всегда собирающие), нельзя устранить в таких линзах сферическую аберрацию, что не позволяет увидеть атомы в электронный микроскоп и т. д. В плазмооптике вместо уравнения Лапласа потенциал подчиняется закону экви- потенциализации магнитных силовых линий Фт = Фт(т)> E.7.2) и здесь указанные трудности могут быть устранены. В данном параграфе мы рассмотрим особенности плазмооптических систем в упрощенном гибридном приближении. А именно, мы будем в основном описывать динамику ионов в одночастичном приближении, а электроны будем считать холод- ными, и поэтому будем пренебрегать термализацией электрического потенциала. Отказаться от этих допущений не трудно, и это мы проделаем в конце этого параграфа.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Плазмооптика (гибридные модели)» з дисципліни «Введення в плазмодінаміку»
