Исследование динамики пылевых частиц в структурах в стратах тлеющего разряда в магнитном поле

• Автор: Павлов, Сергей Иванович
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 124 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР РАБОТ ПО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМУ ИССЛЕДОВАНИЮ ПЫЛЕВОЙ ПЛАЗМЫ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ
1.1. Наблюдение вращения плазменного кристалла в ВЧ разряде в расходящемся магнитном поле
1.2. Исследования вращения пылевых структур в ВЧ разряде в однородном магнитном поле (опубликованные в работах Н. Сато)
1.3. Исследование вращательного движения плазменно-пылевых структур в стратах
1.3.1. Исследования плазменно пылевых структур в магнитном поле, выполненные в СПбГУ
1.3.2. Исследования плазменно-пылевых структур в магнитном поле, выполненные в ОИВТ РАН
1.4. О гипотезе, связывающей вращение пылевых структур с торцевыми и краевыми эффектами
1.4.1. Влияние торцевых эффектов
1.4.2. Влияние изменения сечения канала тока
1.5. О силе Ампера, связанной с вихревыми токами в стратифицированном
разряде
Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ВЛИЯНИЯ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ТОРЦАХ МАГНИТНЫХ КАТУШЕК НА ДИНАМИКУ ПЛАЗМЕННО-ПЫЛЕВЫХ СТРУКТУР
2.1. Исследование областей разряда на торцах магнитных катушек с помощью зондирующих частиц
2.2. Результаты зондирования областей вблизи торцов магнитных катушек и их интерпретация
2.3. Исследование вращения пылевых структур в стратах в неоднородном магнитном поле

2.4. Результаты исследования вращения плазменно-пылевых структур в
неоднородных магнитных полях и интерпретация
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ПЫЛЕВОЙ СТРУКТУРЫ, СФОРМИРОВАННОЙ В ЛОВУШКЕ НАД СУЖЕНИЕМ КАНАЛА ТОКА
3.1. Эксперимент по исследованию динамики пылевой структуры, левитирующей в пылевой ловушке, образованной симметричной конусообразной вставкой
3.1.1. Постановка эксперимента
3.1.2. Результаты, полученные в эксперименте с полидисперсными частицами
3.1.3. Результаты, полученные в эксперименте с монодисперсными частицами
3.2. Эксперимент по исследование динамики пылевой структуры, левитирующей в пылевой ловушке, образованной над асимметричной плоской вставкой
3.3. Обсуждение результатов и интерпретация
Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА ВРАЩЕНИЯ ПЫЛЕВЫХ СТРУКТУР В СТРАТАХ, ВЫЗЫВАЮЩЕГО ВРАЩЕНИЕ С ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ПРОЕКЦИЕЙ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ
4.1. О характеристиках дрейфа ионов и электронов в смесях газов
4.2. Метод управления ионным увлечением. Постановка эксперимента, подбор плазмоформирующей смеси
4.3. Результаты эксперимента по наблюдению вращения плазменно-пылевых структур в стратах в смесях газов
4.4. Интерпретация результатов
Глава 5. ПОИСК ВИХРЕВОГО ТОКА В СТРАТЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ЕГО ДЕЙСТВИЯ НА ПЫЛЕВЫЕ ЧАСТИЦЫ В ПРОДОЛЬНОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ
5.1. Недавние работы, объясняющие инверсию угловой скорости вращения
5.2. Постановка эксперимента по регистрации действия вихревого тока на пылевые частицы в магнитном поле

5.3. Результаты зондирования стратифицированного положительного столба
калиброванными частицами в магнитном поле
5.4. Интерпретация результатов зондирования и численные оценки угловой
скорости вращения
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

1.3.2. Исследования плазменно-пылевых структур в магнитном поле, выполненные в ОИВТ РАН.
Работа [27] сообщает о результатах исследования динамики вращательного движения плазменно-пылевых структур в стратифицированном разряде постоянного тока в диапазоне магнитных полей до 2500 Гс. Источником магнитного поля в этом исследовании являлся сверхпроводящий цилиндрический соленоид. Схема эксперимента представлена на Рис. 19. Внутренний диаметр трубки был 36 мм, рабочие газы неон и водород, давление газа десятые Topp. Структуры формировались из частиц меламин-формальдегида диаметром 5.5 мкм.
Авторы сообщают, что стоячие страты сохраняются при магнитном поле 2500 Гс в разряде в Н2, но пылевые структуры наблюдались в полях до 1000 Гс. Они представляли собой плоские монослои, состоящие из небольшого количества частиц.
Проводились наблюдения за небольшими объемными структурами в неоне. Зарегистрировано вращение плазменно-пылевой структуры при воздействии аксиального магнитного поля. При магнитном поле в 75 Гс направление вращения облака противоположное направлению магнитного поля (Рис.20а). При достижении 500 Гс вращение прекращалось, а при 630 Гс вращения происходило в направлении, совпадающем с направлением магнитного поля. Объемные структуры с присутствием 1000 частиц получались авторами в полях до 300 Гс, при этом вращение структур не наблюдалось. Характер зависимости угловой скорости вращения от индукции магнитного поля представлен на Рис.21. Качественно она совпадает с обнаруженной в работе [26], но с тем отличием, что величина поля остановки вращения пылевой структуры В0 приходится на большее значение, около 500 Гс.
В качестве механизма вращения плазменно-пылевой структуры принято считать действие силы ионного увлечения, действующей на пылевые частицы. Сила ионного увлечения уравновешивается трением о нейтральный газ, считающийся покоящимся. На основе баланса сил, получена зависимость угловой