مجله علمی تفریحی بیبیس
2

دانلود کتاب مقدمه ای بر فیزیک نیمه هادی ها و دستگاه ها

بازدید 414
  • عنوان کتاب: Plasma-Physics
  • نویسنده: RICHARD FITZPATRICK
  • حوزه:  فیزیک نیمه هادی
  • سال انتشار: 2023
  • تعداد صفحه: 306
  • زبان اصلی: انگلیسی
  • نوع فایل: pdf
  • حجم فایل: 8.13 مگابایت

این کتاب درسی برای همراهی یک ترم مقدماتی و مقطع کارشناسی ارشد در زمینه فیزیک پلاسما در نظر گرفته شده است. فرض بر این است که دانش‌آموزان درک کاملی از مکانیک کلاسیک و الکترودینامیک کلاسیک و همچنین ریاضیات امواج و نوسانات، حساب انتگرال و دیفرانسیل، میدان‌های برداری، تحلیل مختلط و تبدیل فوریه و لاپلاس دارند. این کتاب برای هیچ کاربرد خاصی از فیزیک پلاسما تنظیم نشده است و باید برای دانش آموزانی مناسب باشد که علاقه اصلی آنها همجوشی مغناطیسی، فیزیک یونوسفر، فیزیک پلاسمای فضایی یا اخترفیزیک است. در واقع، انواع مختلفی از پلاسما وجود دارد (به عنوان مثال، پلاسمای قوی جفت شده، پلاسمای غبارآلود، پلاسمای غیر خنثی، پلاسمای منحط، پلاسمای ضعیف یونیزه شده). با این حال، این کتاب فقط پلاسمای غیرنسبیتی، کاملاً یونیزه، غیر دژنراتیو، شبه خنثی و ضعیف جفت شده را مورد بحث قرار می دهد، که تا حد زیادی، رایج ترین نوع پلاسما در طبیعت است. هدف کتاب ارائه چارچوب نظری است که معمولاً برای توصیف چنین پلاسمایی به شیوه ای واضح و مختصر استفاده می شود. فصل 1 پارامترهای اساسی را معرفی می کند که پلاسما را مشخص می کند و در این فرآیند دقیقاً منظور از پلاسمای غیر منحط، شبه خنثی و ضعیف جفت شده را مشخص می کند. فصل 2 تئوری حرکت ذرات باردار در میدان های الکتریکی و مغناطیسی ضعیف ناهمگن را تشریح می کند. این نظریه برای درک چگونگی عملکرد محصور مغناطیسی یک پلاسمای بدون برخورد در سطح ذرات منفرد، مرکزی است و برای بررسی کمربندهای تشعشعی ون آلن استفاده می‌شود. فصل 3 معادله جنبشی میانگین مجموعه را استخراج می کند که اساس تمام توصیفات حرکت جمعی پلاسما است. این اشتقاق شامل یک درمان دقیق از برخورد کولن دوتایی در یک پلاسمای ضعیف همراه است. فصل 4 چگونگی به دست آوردن معادلات سیال را با گرفتن گشتاورهای مرتبه پایین معادله جنبشی توضیح می دهد و همچنین طرح های مختلف بسته شدن مجانبی را مورد بحث قرار می دهد که به چنین معادلاتی اجازه می دهد مجموعه های کامل را تشکیل دهند. برای توضیح شرایطی که در آن استفاده از زیرمجموعه های شناخته شده پلاسمای سرد و MHD از معادلات سیال کامل مشروع است، دقت ویژه ای انجام می شود. در نهایت، رویکرد سیال به فیزیک پلاسما از طریق بررسی غلاف های لانگمویر نشان داده شده است. فصل 5 انتشار امواج الکترومغناطیسی کم دامنه را از طریق پلاسمای سرد یکنواخت بررسی می کند. فصل 6 این تحقیق را برای رسیدگی به امواجی که از طریق پلاسمای سرد ناهمگن ضعیف منتشر می شوند، گسترش می دهد. در نهایت، فصل 7 انتشار موج کم دامنه را از طریق پلاسمای گرم بدون برخورد تجزیه و تحلیل می کند. فصل 8 به نظریه سیالات مغناطیسی هیدرودینامیکی اختصاص دارد. کاربردهای این نظریه که به تفصیل مورد بحث قرار می گیرد شامل باد خورشیدی، نظریه دینام و شوک های MHD می باشد. فصل 9 شامل توضیح عمیقی از تئوری اتصال مجدد مغناطیسی است. منابع اصلی برای مطالب موجود در این کتاب عبارتند از: چارچوب فیزیک پلاسما توسط همکار من ریچارد هازلتین و فرانکویس والبروک (نظریه رانش ذرات، نظریه سیالات بنیادی، نظریه برخورد، ردیابی پرتو)، فیزیک پلاسما اثر آلن کرنز (امواج در پلاسمای سرد، امواج در پلاسمای گرم)، فیزیک پلاسما نوشته توماس بوید و جفری ساندرسون (نظریه شوک MHD، باد خورشیدی)، مگنتوهیدرودینامیک خورشیدی اثر اریک پریست (باد خورشیدی)، و نظریه امواج پلاسما نوشته تام استیکس (امواج در پلاسمای سرد). انجام تمرینات یک مرحله حیاتی در تسلط بر هر شاخه ای از فیزیک است. از این رو، هر فصل در این کتاب با مجموعه‌ای از تمرین‌ها به پایان می‌رسد که از پر کردن ساده شکاف‌های اجتناب‌ناپذیر در مطالب ارائه‌شده در فصل (اینگونه تمرین‌ها خسته‌کننده، اما برای دانش‌آموز جدی اجباری هستند) تا کاربردهای بیشتر جالب این مطالب را شامل می‌شود. مجموعه کاملی از راه‌حل‌ها برای تمام تمرین‌های موجود در این کتاب، بنا به درخواست ناشر، در دسترس اساتید پذیرنده است.

This textbook is intended to accompany a single-semester, introductory, graduatelevel course on plasma physics. Students are assumed to have a thorough grasp of undergraduate classical mechanics and classical electrodynamics, as well as the mathematics of waves and oscillations, integral and differential calculus, vector fields, complex analysis, and Fourier and Laplace transforms. This book is not geared to any particular application of plasma physics, and should be suitable for students whose primary interest is either magnetic fusion, ionospheric physics, space plasma physics, or astrophysics. There are, in fact, many different types of plasma (e.g., strongly coupled plasma, dusty plasma, nonneutral plasma, degenerate plasma, weakly ionized plasma). However, this book only discusses nonrelativistic, fully ionized, nondegenerate, quasi-neutral, weakly coupled plasma, which is, by far, the most commonly occurring plasma type in nature. The aim of book is to set out the theoretical framework conventionally used to describe such plasma in a clear and concise manner. Chapter 1 introduces the fundamental parameters that characterize plasmas, and, in the process, makes clear exactly what is meant by a nondegenerate, quasineutral, weakly coupled plasma. Chapter 2 outlines the theory of charged particle motion in weakly inhomogeneous electric and magnetic fields. This theory is central to understanding how the magnetic confinement of a collisionless plasma works at an individual particle level, and is used to investigate the Van Allen radiation belts. Chapter 3 derives the ensemble-averaged kinetic equation that is the basis of all descriptions of collective plasma motion. This derivation incorporates a detailed treatment of binary Coulomb collisions in a weakly coupled plasma. Chapter 4 describes how fluid equations are obtained by taking low-order moments of the kinetic equation, and also discusses the various asymptotic closure schemes that allow such equations to form complete sets. Particular care is taken to explain the circumstances in which it is legitimate to adopt the well-known cold-plasma and MHD subsets of the complete fluid equations. Finally, the fluid approach to plasma physics is illustrated via an investigation of Langmuir sheaths. Chapter 5 investigates the propagation of low-amplitude electromagnetic waves through uniform cold plasmas. Chapter 6 extends this investigation to deal with waves propagating through weakly inhomogeneous cold plasmas. Finally, Chapter 7 analyses low-amplitude wave propagation through warm collisionless plasmas. Chapter 8 is devoted to the theory of magnetohydrodynamical fluids. Applications of this theory that are discussed in detail include the solar wind, dynamo theory, and MHD shocks. Chapter 9 contains an in-depth exposition of the theory of magnetic reconnection. Major sources for the material appearing in this book include the The Framework of Plasma Physics by my colleag Richard Hazeltine and Franco¸is Waelbroeck (particle drift theory, fundamental fluid theory, collision theory, ray tracing), Plasma Physics by Alan Cairns (waves in cold plasmas, waves in warm plasmas), The Physics of Plasmas by Thomas Boyd and Jeffrey Sanderson (MHD shock theory, solar wind), Solar Magnetohydrodynamics by Eric Priest (solar wind), and The Theory of Plasma Waves by Tom Stix (waves in cold plasmas). Working through exercises is a vital stage in mastering any branch of physics. Hence, every chapter in this book ends with a selection of exercises that range from simply filling in the inevitable gaps in the material presented in the chapter (such exercises are tedious, but mandatory for the serious student) to interesting further applications of this material. A complete set of solutions to all of the exercises appearing in this book is available to adopting professors, upon request, from the publisher.

این کتاب را میتوانید از لینک زیر بصورت رایگان دانلود کنید:

Download: Plasma-Physics

نظرات کاربران

  •  چنانچه دیدگاه شما توهین آمیز باشد تایید نخواهد شد.
  •  چنانچه دیدگاه شما جنبه تبلیغاتی داشته باشد تایید نخواهد شد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

  1. مهدی گفت:

    با سلام
    اسم کتاب با خود کتاب همخوانی ندارد.

    “دانلود کتاب مقدمه ای بر فیزیک نیمه هادی ها و دستگاه ها”
    “فیزیک پلاسما”
    با تشکر از سایت خوبتون

    1. با سلام. دوست عزیز عنوان کتاب توسط نویسنده کتاب انتخاتب شده و محل اختلاف مشاهده نشد، با این وجود مقدمه کتاب و سال انتشار اصلاح شد. با تشکر از همراهی شما

بیشتر بخوانید