t.me/knigoprovod Отправить другу/подруге по почте ссылку на эту страницуВариант этой страницы для печатиНапишите нам!Карта сайта!Помощь. Как совершить покупку…
московское время25.05.19 08:00:40
На обложку
Основы расчёта на устойчивость упругих системавторы — Алфутов Н. А.
Исследование о молдавской грамоте XV векаавторы — Каштанов С. М.
Создаём динамические веб-сайты с помощью PHP, MySQL, JavaScript,…авторы — Никсон Р.
б у к и н и с т и ч е с к и й   с а й т
Новинки«Лучшие»Доставка и ОплатаМой КнигоПроводЗаказ редких книгО сайте
Книжная Труба   поиск по словам из названия
Авторский каталог
Каталог издательств
Каталог серий
Моя Корзина
Только цены
Рыбалка
Наука и Техника
Математика
Физика
Радиоэлектроника. Электротехника
Инженерное дело
Химия
Геология
Экология
Биология
Зоология
Ботаника
Медицина
Промышленность
Металлургия
Горное дело
Сельское хозяйство
Транспорт
Архитектура. Строительство
Военная мысль
История
Персоны
Археология
Археография
Восток
Политика
Геополитика
Экономика
Реклама. Маркетинг
Философия
Религия
Социология
Психология. Педагогика
Законодательство. Право
Филология. Словари
Этнология
ИТ-книги
O'REILLY
Дизайнеру
Дом, семья, быт
Детям!
Здоровье
Искусство. Культурология
Синематограф
Альбомы
Литературоведение
Театр
Музыка
КнигоВедение
Литературные памятники
Современные тексты
Худ. литература
NoN Fiction
Природа
Путешествия
Эзотерика
Пурга
Спорт

/Наука и Техника/Физика

Кинетика и термодинамика быстрых частиц в твёрдых телах — Кашлев Ю. А.
Кинетика и термодинамика быстрых частиц в твёрдых телах
Научное издание
Кашлев Ю. А.
год издания — 2010, кол-во страниц — 326, ISBN — 978-5-02-036963-4, язык — русский, тип обложки — мягк., масса книги — 360 гр., издательство — Наука
цена: 499.00 рубПоложить эту книгу в корзину
Р е ц е н з е н т ы:
акад. РАН И. И. Новиков
член-корр. РАН Н. Н. Боголюбов мл.

Утверждено к печати Учёным советом Института металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН

Формат 60x90 1/16. Печать офсетная
ключевые слова — кинетическ, больцман, марков, фоккера-планк, решётк, каналирован, неравновесн, термодинамик, квазиравновес, радиационн, гиббс, релаксац, кинетик, боголюбов, ббгк, фазов, гамильтониан, квазикласс, спинов, фонон, выбит, гцк-металл, оцк, изотопическ, полярон

На основе локального кинетического уравнения Больцмана и аналитических методов теории марковских процессов (локального уравнения Фоккера-Планка) исследовано движение быстрых частиц в твёрдых телах с учётом их взаимодействия с валентными электронами и тепловыми колебаниями решётки. Построены основные кинетические функции, а именно функция энергетических потерь, обусловленных динамическим трением, и диффузионная функция. Показано, что особенности этих функций связаны с различием вкладов в кинетику от быстрых частиц, движущихся в трёх разных режимах: каналирования, квазиканалирования и хаотического движения. С использованием методов неравновесной статистической термодинамики исследованы квазиравновесные и кинетические характеристики каналированных частиц, атомов позитрония, движущихся в кристаллах, и каскадных частиц, которые рассматриваются как отдельные термодинамические подсистемы. Для каналированных частиц, в частности, получены основной термодинамический параметр (поперечная квазитемпература) и коэффициент скорости деканалирования, которые выражены через фундаментальные параметры микроскопической теории.

Для научных работников и специалистов, интересующихся проблемами быстрых частиц.


В настоящей монографии исследуется кинетика и неравновесная статистическая термодинамика быстрых заряженных частиц, движущихся в кристаллах в разных режимах. Это направление исследований во многом отличается от традиционного пути построения теории радиационных эффектов, в которой даётся чисто механистическая трактовка движения частиц. Действительно, механистическая теория ограничивается учётом различных механизмов столкновений, тогда как теория, представленная в монографии, помимо столкновений учитывает термодинамические силы, обусловленные отрывом термодинамических параметров подсистемы частиц («горячих» атомов) от параметров термостата (электронов и решётки).

Описание быстрых заряженных частиц дано на основе метода статистических ансамблей Гиббса для неравновесных систем. Этот подход не имеет аналога в научной литературе. Получены обобщённые уравнения переноса и нелинейные уравнения релаксационной кинетики, применяемые в широком интервале термодинамических условий. Обобщённые уравнения являются отправной точкой для последующего исследования неравновесных процессов в кристаллах при наличии излучения. Вот некоторые конкретные задачи:

— Построение локального кинетического уравнения типа Больцмана для быстрых частиц, взаимодействующих с электронами проводимости и тепловыми колебаниями решётки, на основе принципов кинетической теории Боголюбова. На базе локального уравнения вычислены кинетические коэффициенты подсистемы каналированных частиц, а также рассмотрены возможные режимы движения быстрых частиц в кристаллах: каналирование, квазиканалирование и хаотическое движение.

— Вычисление равновесных энергетических и угловых распределений быстрых частиц на глубине порядка длины когерентности, изучение эволюции распределения частиц с ростом глубины проникновения пучка.

— Вычисление поперечной квазитемпературы каналированных частиц с учётом разогрева пучка в процессе диффузии частиц в пространстве поперечных энергий, а также охлаждения его за счёт диссипативного процесса. Измерение поперечной квазитемпературы по высоте максимума углового распределения, полученного в условиях эксперимента «на прострел».

— Исследование в рамках неравновесной термодинамики релаксационной кинетики хаотических частиц, в том числе термодинамики атомов позитрония, движущихся в диэлектриках в условиях лазерного облучения. Изучение квазитемпературы атомов позитрония.

— Анализ кинетики горячих носителей заряда в полупроводниках и термализации горячих носителей, а также вычисление статистического распределения выбитых атомов, образовавшихся в процессе каскада смещений. Исследование термализации каскадных частиц в металлах и термодинамической устойчивости подсистемы выбитых атомов.

В книге представлены результаты последних лет работы автора с минимальным привлечением сведений, имеющихся в других монографических изданиях. В ней сформулировано новое направление теории радиационных эффектов в твёрдых телах — неравновесная статистическая термодинамика быстрых частиц. Автор стремился сконцентрировать внимание читателей на указанном направлении и по возможности обозначить тенденцию его развития.

ПРЕДИСЛОВИЕ

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие5
 
Глава 1. Исходные теоретические и модельные представления7
 
1.1. Две теоретические дисциплины: неравновесная статистическая
механика и неравновесная статистическая термодинамика7
1.2. Сокращённое описание неравновесной системы. Стадии процессов14
1.3. Эффект каналирования заряженных частиц19
1.3.1. Краткий обзор19
1.3.2. Некоторые положения классической теории каналирования23
 
Глава 2. Каналирование заряженных высокоэнергетических частиц
как стохастический процесс
27
 
2.1. Марковский процесс с нормальным (гауссовским) распределением27
2.2. Кинетические коэффициенты каналированных частиц в условиях
электронного рассеяния (нелокальная теория)29
2.2.1. Уравнение Фоккера-Планка с учётом флуктуации.
    Диффузионная функция и коэффициент трения29
2.2.2. Стохастическая теория на термодинамическом уровне
    описания33
2.3. Кинетические функции каналированных частиц при наличии
рассеяния на тепловых колебаниях решётки (локальная теория)38
2.3.1. Локальная матрица случайных воздействий38
2.3.2. Диагональный элемент локальной матрицы. Коррелированность
    случайных воздействий40
2.3.3. Система стохастических уравнений и уравнение
    Фоккера-Планка. Кинетические функции в локальной теории44
2.4. Деканалирование47
2.4.1. Среднее время жизни динамической системы в условиях
    случайных воздействий47
2.4.2. Собственные значения кинетического уравнения
    Фоккера-Планка и основные функции теории деканалирования50
2.5. Три режима движения быстрых частиц54
2.5.1. Угловое распределение обратно рассеянных частиц, падающих
    на тонкие кристаллы в направлении цепочек или плоскостей.
    Упругие столкновения с атомами «замороженной» цепочки54
2.5.2. Распределение по энергиям обратно рассеянных частиц.
    Упругое электронное рассеяние59
2.5.3. Особенности функции энергетических потерь в локальной
    теории61
 
Глава 3. Локальное кинетическое уравнение Больцмана в приложении
к задачам плоскостного и осевого каналирования
64
 
3.1. Функция распределения для комплекса из одной быстрой частицы
и r атомов кристалла64
3.2. Цепочка уравнений ББГКИ в теории каналирования68
3.3. Локальное линеаризованное уравнение Больцмана71
3.3.1. Плоскостное каналирование71
3.3.2. Осевое каналирование. Предельный случай пространственно
    однородной среды75
3.4. Уравнение локального баланса числа частиц в задаче
каналирования78
3.5. Диагональный элемент матрицы воздействия в случае электронного
рассеяния83
3.6. Особенности кинетических функций как следствие локальности
теории88
3.7. Переход к кинетическому уравнению Больцмана в теории
разреженных газов92
 
Глава 4. Два класса необратимых процессов в статистической теории
каналирования
97
 
4.1. Фазовое перемешивание и диссипативные процессы.
Вклады S и V типа97
4.2. Фазовое перемешивание на малых глубинах проникновения
(S-вклады)102
4.2.1. Фазовые сдвиги траекторий. Роль ангармонизма колебаний
    частиц в процессе приближения к квазиравновесию102
4.2.2. Эволюция с глубиной распределения каналированных частиц
    по поперечным координатам104
4.2.3. Локальная и нелокальная теории плотности состояний
    быстрых частиц110
4.3. Линейная теория реакции116
4.3.1. Реакция системы на механическое возмущение116
4.3.2. Диссипативный процесс (V-вклады) при низких скоростях
    каналированных частиц118
 
Глава 5. Неравновесная статистическая термодинамика в приложении
к задаче каналирования
123
 
5.1. Общий вид статистического оператора для неравновесных систем123
5.2. Неравновесный статистический оператор в квантовой теории
каналирования126
5.2.1. Модельные представления. Термодинамические параметры126
5.2.2. Инвариантная часть квазиравновесного статистического
    оператора. Поток числа частиц131
5.3. Определения квантовой теории деканалирования135
5.3.1. Выражение константы скорости через спектральные
    интенсивности135
5.3.2. Полный гамильтониан системы, включающей электроны и
    быстрые частицы138
5.4. Конечно-разностное уравнение Фоккера-Планка-Колмогорова143
5.5. Статистический коэффициент скорости деканалирования146
5.5.1. Кинетический коэффициент в квантовой теории146
5.5.2. Квазиклассическое приближение149
5.6. Скорость выхода частиц из режима каналирования с учётом
пространственного разделения направленного пучка156
5.6.1. Резонансный переход частиц в квазиканалированную фракцию.
    Частота релаксации156
5.6.2. Деканалирование за счёт резонансных переходов160
 
Глава 6. Неравновесная статистическая термодинамика направленных
пучков частиц. Концепция поперечной квазитемпературы
165
 
6.1. Формулировка теории, основанная на разложении неравновесного
статистического оператора165
6.2. Уравнение баланса энергии-импульса в сопровождающей системе
координат168
6.3. Линеаризация уравнения баланса. Вклад диссипации энергии
(V-члены)170
6.4. Решение уравнения баланса. Поперечная квазитемпература
каналированных частиц (плоскостной канал)174
6.5. Зависимость равновесных распределений от поперечной
квазитемпературы (осевой канал)181
6.5.1. Угловое распределение каналированных частиц после
    прохождения через тонкий кристалл181
6.5.2. Распределение частиц по углам выхода в условиях обратного
    рассеяния186
6.5.3. Определение поперечной квазитемпературы на основе
    экспериментальных данных190
6.6. Квазитемпература сильно неравновесных систем191
6.6.1. Зависимость от квазитемпературы коэффициента скорости
    деканалирования и диссоциация молекул в плазме191
6.6.2. Квазитемпература как модуль квазиравновесного
    распределения193
6.7. Сравнительный анализ: каналированные частицы и спиновый газ195
6.7.1. Спиновая температура в сильном магнитном поле195
6.7.2. Статистические характеристики каналированных частиц и
    спинового газа203
 
Глава 7. Неравновесная термодинамика хаотических частиц207
 
7.1. Релаксационная кинетика и квазитемпература атомов позитрония207
7.1.1. Модель Оре. Уравнение баланса энергии207
7.1.2. Фононное и электронное рассеяние на атомах позитрония213
7.1.3. Собственное значение матрицы релаксации и
    квазитемпература позитрония217
7.1.4. Термализация атомов позитрония222
7.2. Термодинамика горячих носителей заряда в полупроводниках228
7.2.1. Разделение подсистем на фракции, термодинамические
    параметры фракций228
7.2.2. Кинетические уравнения для квазитемпературы носителей и
    квазитемпературы оптических фононов231
7.2.3. Эволюция квазитемпературы носителей в процессе
    термализации234
7.3. Каскад смещений и термодинамика выбитых атомов239
7.3.1. Каскадная функция. Геометрические параметры каскада239
7.3.2. Переход на уровень термодинамического описания245
7.3.3. Уравнение баланса энергии выбитых атомов249
7.3.4. Квазитемпература подсистемы выбитых атомов.
    Термодинамическая устойчивость состояний251
7.3.5. Обсуждение концепции квазитемпературы выбитых атомов258
7.3.6. Кинетика термического распыления260
 
Глава 8. Статистическая термодинамика лёгких атомов, движущихся с
тепловыми скоростями
264
 
8.1. Коэффициент (константа) скорости истечения частиц из
потенциального минимума. Надбарьерные скачки атомов водорода в
ГЦК-металлах264
8.2. Туннельные переходы атомов водорода, обусловленные распадом
локальной деформации в ОЦК-решётке271
8.3. Термически активированные туннельные переходы в ОЦК-металлах277
8.4. Заключительные замечания, касающиеся миграции атомов водорода284
8.4.1. Температурный излом энергии активации вблизи температуры
    Дебая θD284
8.4.2. Классический и аномальный изотопические эффекты286
8.4.3. Отход от концепции скачкообразной проводимости поляронов
   малого радиуса288
 
Заключение290
 
Литература305

Книги на ту же тему

  1. Введение в теорию многократного рассеяния частиц, Нелипа Н. Ф., 1960
  2. Электрическая проводимость жидких диэлектриков, Адамчевский И., 1972
  3. Диэлектрики и радиация: Кн. 7: Влияние трансмутантов на свойства керамических диэлектриков, Костюков Н. С., Астапова Е. С., Еремин И. Е., Демчук В. А., Щербакова Е. В., 2007
  4. Фотографический метод в ядерной физике, Богомолов К. С., ред., 1952
  5. Диэлектрики и радиация: Кн. 1: Радиационная электропроводность, Костюков Н. С., Муминов М. И., Атраш С. М., Мухамеджанов М. А., Васильев Н. В., 2001
  6. Диэлектрические материалы: Радиационные процессы и радиационная стойкость, Шварц К. К., Экманис Ю. А., 1989
  7. Радиобиологические эффекты корпускулярных излучений: радиационная безопасность космических полётов, Федоренко Б. С., 2006
  8. Компьютерное моделирование взаимодействия частиц с поверхностью твёрдого тела, Экштайн В., 1995
  9. Излучение каналированных частиц в кристаллах, Кумахов М. А., 1986
  10. Квантовая теория явлений электронного переноса в кристаллических полупроводниках, Зырянов П. С., Клингер М. И., 1976
  11. Итоги науки и техники: Физика плазмы. Том 3, Шафранов В. Д., ред., 1982
  12. Квантовые сильнокоррелированные системы: современные численные методы: Учебное пособие, Кашурников В. А., Красавин А. В., 2007
  13. Вычислительные методы в квантовой физике: Учебное пособие, Кашурников В. А., Красавин А. В., 2005
  14. Физика фононов, Рейсленд Д., 1975
  15. Распад электронных возбуждений с образованием дефектов в твёрдых телах, Лущик Ч. Б., Лущик А. Ч., 1989
  16. Калибровочная теория дислокаций и дисклинаций, Кадич А., Эделен Д., 1987
  17. Поляроны, Фирсов Ю. А., ред., 1975
  18. Теория ангармонических эффектов в кристаллах, Лейбфрид Г., Людвиг В., 1963
  19. Электроны и фононы в ограниченных полупроводниках, Басс Ф. Г., Бочков В. С, Гуревич Ю. Г., 1984
  20. Электроны и фононы в металлах: Учебное пособие. — 2-е изд., перераб. и доп., Брандт Н. Б., Чудинов С. М., 1990
  21. Лекции по физике твёрдого тела: Принципы строения, реальная структура, фазовые превращения, Жданов Г. С., Хунджуа А. Г., 1988
  22. Квантовая теория твёрдых тел, Пайерлс Р., 1956
  23. Термодинамика, Кубо Р., 1970
  24. Современная термодинамика. От тепловых двигателей до диссипативных структур, Пригожин И., Кондепуди Д., 2002
  25. Термодинамика необратимых процессов, 1962
  26. Термодинамика фазовых переходов в сегнетоактивных твёрдых растворах, Ролов Б. Н., Юркевич В. Э., 1978
  27. Неравновесные явления: Уравнение Больцмана, Ланфорд III О. Э., Гринберг У., Полевчак Я., Цвайфель П. Ф., Эрнст М. X., Черчиньяни К., Кэфлиш Р. Э., Шпон Г., 1986
  28. Неравновесная термодинамика и физическая кинетика, Базаров И. П., Геворкян Э. В., Николаев П. Н., 1989
  29. Теория многих частиц, Власов А. А., 1950
  30. Методы физико-химической кинетики, Туницкий Н. Н., Каминский В. А., Тимашев С. Ф., 1972
  31. Статистическая теория неравновесных процессов в плазме, Климонтович Ю. Л., 1964
  32. Уравнение Аррениуса и неравновесная кинетика, Штиллер В., 2000
  33. Фазовые переходы на границах зёрен, Страумал Б. Б., 2003
  34. Статистическая теория фазовых превращений, Гейликман Б. Т., 1954
  35. Спиновые флуктуации в магнетиках с коллективизированными электронами, Мория Т., 1988
  36. Марковские процессы и потенциалы, Хант А. Д., 1962

Напишите нам!© 1913—2013
КнигоПровод.Ru
Рейтинг@Mail.ru btd.kinetix.ru работаем на движке KINETIX :)
elapsed time 0.023 secработаем на движке KINETIX :)