003674 Кинетика плазмы в анизотропных и слоистых системах

Kinetics of Plasma in Anisotropic and Layered Systems

Профессор Кучма, Анатолий Евдокимович

Цели и задачи учебных занятий:

Формирование у магистрантов представлений о кинетических процессах в твердотельной плазме в условиях анизотропии ее характеристик, а также в плазме пространственно-неоднородных структур.

Прослушав курс, студенты должны знать основные положения излагаемой теории при описании плазмы в условиях анизотропии, вызываемой как особенностями кристаллической структуры образца, так и действием сильного внешнего магнитного поля; должны уметь провести расчет тензора проводимости плазмы в магнитном поле при учете эффектов нелокальности; знать постановку задачи об электромагнитных возбуждениях в проводящих слоях и сверхрешетках; уметь провести расчет спектра циклотронных и плазменных волн, в том числе - поверхностных волн в полубесконечной сверхрешетке.

Программа занятий:

1. Плазма в магнитном поле, основные характеристики и параметры (лекция-2 часа, семинар-1 час).
2. Кинетическое уравнение в приближении самосогласованного поля (лекция-2 часа, семинар-1 час).
3. Дисперсионное уравнение и спектр возбуждений в приближении локальной проводимости (лекции-4 часа, семинары-2 часа).
4. Взаимодействие электромагнитных возбуждений с колебаниями решетки (лекция-2 часа, семинар-1 час).
5. Нелокальные эффекты в проводимости (лекции - 4 часа, семинары-2 часа).
6. Циклотронные волны в электронном газе (лекции - 4 часа, семинары-2 часа).
7. Роль эффектов корреляционного взаимодействия (лекция-2 часа, семинар-1 час).
8. Влияние границ. Поверхностные плазменные волны (лекции - 4 часа, семинары-2 часа).
9. Плазменные возбуждения в сверхрешетках (лекции - 6 часов, семинары-3 часа).

На семинарах рассматриваются, как правило, вопросы, поясняющие и детализирующие общую теоретическую картину, описываемую в лекциях, применительно к определенным конкретным ситуациям и системам.

Примерный перечень вопросов к экзамену по курсу

1. Основные параметры классической и вырожденной плазмы в магнитном поле.
2. Тензор проводимости плазмы в магнитном поле. Локальное приближение.
3. Дисперсионное уравнение для электромагнитных волн.
4. Спектр возбуждений в приближении локальной проводимости.
5. Низкочастотные электромагнитные возбуждения, геликон.
6. Взаимодействие электромагнитных возбуждений с колебаниями решетки.
7. Решение кинетического уравнения для функции распределения электронов в магнитном поле.
8. Тензор нелокальной проводимости плазмы в магнитном поле.
9. Нелокальные эффекты в распространении геликона.
10. Дисперсионное уравнение для циклотронных волн в электронном газе.
11. Спектр обыкновенных циклотронных волн.
12. Роль эффектов корреляционного взаимодействия в распространении циклотронных волн.
13. Влияние границ на спектр волновых возбуждений.
14. Поверхностные плазменные волны на границе изотропного проводника.
15. Диэлектрическая проницаемость слоистых проводников. Спектр плазменных волн.
16. Сверхрешетки, их основные свойства, простейшие модели.
17. Плазменные возбуждения в бесконечной сверхрешетке.
18. Дисперсионное уравнение для поверхностных плазменных волн в полубесконечной сверхрешетке.

Литература

Список обязательной литературы

1. Платцман Ф., Вольф П. Волны и взаимодействия в плазме твердого тела, М., Мир, 1975
2. Силин А.П. Полупроводниковые сверхрешетки. Успехи физ.наук, т.147, в.3, 1985.

Список дополнительной литературы

1. Александров А.Ф., Богданкевич Л.С., Рухадзе А.А. Основы электродинамики плазмы, М., Высшая школа, 1978.
2. Кондратьев А.С., Кучма А.Е. Лекции по теории квантовых жидкостей, Л., Изд-во ЛГУ, 1989.