Современные проблемы физики / PhysicalReviewpdf / Raizer-2

POWER ELECTRICDISCHARGE CO2-LASERS

Yu. P. RAIZER

Physical fundamentals, the main types and devices of CO2-lasers, exciting by a glow discharge are considered, as well as the difficulties due to the intrinsic discharge instability at high power.

к‡ТТП‡Ъ Л‚‡˛ЪТfl ЩЛБЛ- ˜ВТНЛВ УТМУ‚˚ ‡·УЪ˚ лй2-О‡БВ У‚, ‚УБ·ЫК‰‡В- П˚ı ЪОВ˛˘ЛП ‡Б fl‰УП ФУТЪУflММУ„У ЪУН‡, УТМУ‚М˚В Лı ЪЛФ˚ Л НУМТЪ-ЫНˆЛЛ, ‡ Ъ‡НКВ Ф У·ОВ- П˚, ‚УБМЛН‡˛˘ЛВ ЛБ-Б‡ МВЫТЪУИ˜Л‚УТЪЛ, Т‚УИТЪ- ‚ВММУИ ‡Б fl‰Ы Ф Л ·УО¸¯Лı ПУ˘МУТЪflı.

© ê‡ÈÁ û.è., 1997

ейфзхЦ щгЦднкйкАбкьСзхЦ гАбЦкх зА мЙгЦдалгйе ЙАбЦ

ы. и. кДвбЦк

еУТНУ‚ТНЛИ ЩЛБЛНУ-ЪВıМЛ˜ВТНЛИ ЛМТЪЛЪЫЪ, СУО„УФ Ы‰М˚И еУТНУ‚ТНУИ У·О.

ЗЗЦСЦзаЦ

аБ ‚ТВı ТЫ˘ВТЪ‚Ы˛˘Лı О‡БВ У‚ ‰ОЛЪВО¸МУ„У ‰ВИТЪ‚Лfl М‡Л·УОВВ ПУ˘М˚ПЛ, Ф У‰‚ЛМЫЪ˚ПЛ ‚ Ф ‡НЪЛ˜ВТНУП УЪМУ¯ВМЛЛ Л ‡ТФ УТЪ ‡МВММ˚ПЛ fl‚Оfl˛ЪТfl ˝ОВНЪ У ‡Б fl‰М˚В „‡БУ‚˚В О‡БВ ˚ М‡ лй2 . б‡ 30 ОВЪ, Ф У¯В‰¯Лı ТУ ‚ ВПВМЛ ТУБ‰‡МЛfl, Лı ПУ˘- МУТЪ¸ ‚ МВФ В ˚‚МУП ВКЛПВ ‚˚ УТО‡ УЪ ПЛООЛ‚‡Ъ- Ъ‡ ‰У ПМУ„Лı НЛОУ‚‡ЪЪ. дУППВ ˜ВТНЛВ О‡БВ ˚ Т ПУ˘МУТЪflПЛ ‰У МВТНУО¸НЛı НЛОУ‚‡ЪЪ ‚˚ФЫТН‡˛ЪТfl ‚ fl‰В ‡Б‚ЛЪ˚ı ТЪ ‡М, ıУЪfl ЫТЪ‡МУ‚НЛ Т ПУ˘МУТЪ¸˛ 10 НЗЪ (Л ‚˚¯В) МВПМУ„У˜ЛТОВММ˚ ЛБ-Б‡ ТОУКМУТЪЛ Л ‰У У„У‚ЛБМ˚. лй2-О‡БВ ˚ Ф ЛПВМfl˛Ъ ‰Оfl ВБНЛ ПВЪ‡ООУ‚, ФО‡ТЪП‡ТТ˚, ‰ В‚ВТЛМ˚ Л ‰ ., Т‚‡ НЛ ПВ- Ъ‡ООУ‚, Ф У·Л‚‡МЛfl ПМУКВТЪ‚ВММ˚ı УЪ‚В ТЪЛИ, ЪВ ПЛ˜ВТНУ„У ЫФ У˜МВМЛfl ·˚ТЪ У ЛБМ‡¯Л‚‡˛˘ЛıТfl ‰ВЪ‡ОВИ.

ÑÎfl ÒÓÁ‰‡ÌËfl ‡ÍÚË‚ÌÓÈ Ò Â‰˚ (Í‡Í „Ó‚Ó flÚ, “̇- ͇˜ÍË”) ëé2-О‡БВ У‚ ˜‡˘В ‚ТВ„У ЛТФУО¸БЫ˛Ъ ЪОВ˛- ˘ЛИ ‡Б fl‰ ФУТЪУflММУ„У ЪУН‡. З ФУТОВ‰МВВ ‚ ВПfl ‚ТВ ¯Л В Ф ЛПВМfl˛Ъ ‚˚ТУНУ˜‡ТЪУЪМ˚И ‡Б fl‰. зУ ˝ЪУ УТУ·‡fl ЪВП‡. З˚ТУНУ˜‡ТЪУЪМ˚И ‡Б fl‰ Л ЪВ ‚‡К- МВИ¯ЛВ Ф ЛПВМВМЛfl, НУЪУ ˚В УМ М‡¯ВО ‚ М‡¯В ‚ В- Пfl (МВ ЪУО¸НУ ‚ О‡БВ МУИ ЪВıМЛНВ), – ˝ЪУ ЪВП‡ УЪ- ‰ВО¸МУИ ТЪ‡Ъ¸Л. б‰ВТ¸ КВ П˚ ‡ТТН‡КВП У· У·˘Лı Ф ЛМˆЛФ‡ı ‡·УЪ˚ ˝ОВНЪ У ‡Б fl‰М˚ı лй2-О‡БВ У‚, Ф У·ОВП‡ı, НУЪУ ˚В Ф Л ˝ЪУП ‚УБМЛН‡˛Ъ, Л МВНУЪУ-˚ı НУМТЪ ЫНˆЛflı, УТМУ‚‡ММ˚ı М‡ Ф ЛПВМВМЛЛ ‡Б-fl‰‡ ФУТЪУflММУ„У ЪУН‡.

Ç Ò‡ÏÓÏ Ì‡˜‡Î 70-ı „Ó‰Ó‚ ‚ ıӉ ‡Á ‡·ÓÚÍË ÏÓ˘Ì˚ı ëé2-О‡БВ У‚ ‚˚flТМЛОУТ¸, ˜ЪУ ‡Б fl‰Ы Т‚УИТЪ‚ВММ˚ МВЛБ‚В‰‡ММ˚В ‰УТВОВ ˜В Ъ˚ Л „Ы·Л- ЪВО¸М˚В ‰Оfl О‡БВ У‚ МВЫТЪУИ˜Л‚УТЪЛ. йМЛ ТЪ‡‚flЪ ФУ˜ЪЛ МВФ ВУ‰УОЛП˚В Ф ВФflЪТЪ‚Лfl ФУФ˚ЪН‡П Б‡- ФУОМЛЪ¸ ФО‡БПУИ ·УО¸¯УИ У·˙ВП Ф Л ФУ‚˚¯ВММУП ‰‡‚ОВМЛЛ, ˜ЪУ Н‡Н ‡Б Л Ъ В·ЫВЪТfl ‰Оfl ФУОЫ˜ВМЛfl ·УО¸¯Лı О‡БВ М˚ı ПУ˘МУТЪВИ. иУК‡ОЫИ, МЛ У‰М‡ ЛБ Ф У·ОВП Ф ЛНО‡‰МУ„У ı‡ ‡НЪВ ‡ МВ ФУТОЫКЛО‡ ‚ ФУТОВ‰МЛВ ‰ВТflЪЛОВЪЛfl Ф У„ ВТТЫ М‡ЫНЛ У· ˝ОВНЪ-Л˜ВТНУП ‡Б fl‰В ‚ „‡Б‡ı Ъ‡Н, Н‡Н Б‡‰‡˜‡ ТУБ‰‡МЛfl ПУ˘М˚ı лй2-·Á ӂ ÌÂÔ Â ˚‚ÌÓ„Ó ‰ÂÈÒÚ‚Ëfl.

иказсаи кДЕйнх лй2-гДбЦкД

АНЪЛ‚МУИ Т В‰УИ ФУ˜ЪЛ О˛·У„У О‡БВ ‡ ТОЫКЛЪ ‚В˘ВТЪ‚У, ‚ УФ В‰ВОВММ˚ı ПУОВНЫО‡ı ЛОЛ ‡ЪУП‡ı НУЪУ У„У ‚ УФ В‰ВОВММУИ Ф‡ В Ы У‚МВИ ПУКМУ ТУБ‰‡Ъ¸ ЛМ‚В ТМЫ˛ Б‡ТВОВММУТЪ¸. щЪУ УБМ‡˜‡ВЪ, ˜ЪУ НУОЛ˜В- ТЪ‚У ПУОВНЫО, М‡ıУ‰fl˘ЛıТfl ‚ ‚В ıМВП Н‚‡МЪУ‚УП

ТУТЪУflМЛЛ, ТУУЪ‚ВЪТЪ‚Ы˛˘ВП ‡‰Л‡ˆЛУММУПЫ О‡- БВ МУПЫ ФВ ВıУ‰Ы, Ф В‚˚¯‡ВЪ НУОЛ˜ВТЪ‚У ПУОВНЫО, М‡ıУ‰fl˘ЛıТfl ‚ МЛКМВП. З УЪОЛ˜ЛВ УЪ У·˚˜МУИ ТЛЪЫ‡ˆЛЛ ОЫ˜ Т‚ВЪ‡, Ф УıУ‰fl ˜В ВБ ФУ‰У·МЫ˛ Т В‰Ы, МВ ФУ„ОУ˘‡ВЪТfl, ‡ ЫТЛОЛ‚‡ВЪТfl, ˜ЪУ УЪН ˚‚‡ВЪ ‚УБПУКМУТЪ¸ „ВМВ ‡ˆЛЛ ЛБОЫ˜ВМЛfl.

àÌ‚Â ÒËfl ‚ ëé2-О‡БВ В ТУБ‰‡ВЪТfl Ф Л ФУПУ˘Л ˝ОВНЪ Л˜ВТНУ„У ‡Б fl‰‡, Н‡НЛП ПВı‡МЛБПУП – ·Ы‰ВЪ ТН‡Б‡МУ ˜ЫЪ¸ МЛКВ. уЪУ·˚ ОЫ˜ ЫТЛОЛОТfl ‚ ‚˚ТУНУИ ТЪВФВМЛ, УМ ‰УОКВМ Ф УИЪЛ ‚ ‡НЪЛ‚МУИ Т В‰В ·УО¸- ¯УИ ФЫЪ¸. СОfl ˝ЪУ„У ВВ ФУПВ˘‡˛Ъ ‚ ВБУМ‡ЪУ . л‡- П˚И Ф УТЪУИ ВБУМ‡ЪУ – ˝ЪУ ‰‚‡ ФОУТНЛı БВ Н‡О‡, УЪ НУЪУ ˚ı ТОЫ˜‡ИМУ Б‡ УК‰ВММ˚И ОЫ˜ УЪ ‡К‡ВЪТfl ПМУ„УН ‡ЪМУ. й‰МУ ЛБ БВ Н‡О – ФУОМУТЪ¸˛ УЪ ‡К‡- ˛˘ВВ (“„ОЫıУВ”), ‰ Ы„УВ – ФУОЫФ УБ ‡˜МУВ, ˜ЪУ·˚ ‚˚ФЫТН‡Ъ¸ ЛБОЫ˜ВМЛВ. щЪЛ У·˘ЛВ Ф ЛМˆЛФ˚ ФУ˜ЪЛ ‚ ФВ ‚УБ‰‡ММУП ‚Л‰В ‚УФОУ˘ВМ˚ ‚ Ф УТЪВИ¯ВИ НУМТЪ ЫНˆЛЛ лй2-О‡БВ ‡ ‰Оfl МВ·УО¸¯Лı ПУ˘МУТЪВИ, Ф ЛПВ МУ ‰У 100 ЗЪ ( ЛТ. 1).

Ç ëé2-О‡БВ В ЛТФУО¸БЫВЪТfl ФВ ВıУ‰ ПВК‰Ы ‰‚ЫПfl НУОВ·‡ЪВО¸М˚ПЛ (ЪУ˜МВВ, НУОВ·‡ЪВО¸МУ-‚ ‡˘‡ЪВО¸- М˚ПЛ) Ы У‚МflПЛ УТМУ‚МУ„У ˝ОВНЪ УММУ„У ТУТЪУflМЛfl ПУОВНЫО˚ лй2 ( ЛТ. 2). СОЛМ‡ ‚УОМ˚ ЛБОЫ˜ВМЛfl λ = 10,6 ПНП Ф ЛМ‡‰ОВКЛЪ ‰‡ОВНУИ ЛМЩ ‡Н ‡ТМУИ У·О‡ТЪЛ. гЛМВИМ‡fl ПУОВНЫО‡ лй2 ПУКВЪ ТУ‚В ¯‡Ъ¸ НУОВ·‡МЛfl Ъ Вı ЪЛФУ‚. у‡ТЪУЪ‡ ν1 ТУУЪ‚ВЪТЪ‚ЫВЪ ТЛППВЪ Л˜М˚П НУОВ·‡МЛflП, ν2 – ‰ÂÙÓ Ï‡ˆËÓÌ- Ì˚Ï, ν3 – ‡МЪЛТЛППВЪ Л˜М˚П; ТП˚ТО ˝ЪЛı ЪВ ПЛМУ‚ flТВМ ЛБ ТıВП˚ М‡ ЛТ. 2. г‡БВ М˚И Н‚‡МЪ ЛБОЫ˜‡- ВЪТfl Ф Л ФВ ВıУ‰В ЛБ ТУТЪУflМЛfl 001 ‚ 100; ˆЛЩ ˚ УБМ‡˜‡˛Ъ Н‚‡МЪУ‚˚В ˜ЛТО‡ НУОВ·‡МЛИ ν1 , ν2 , ν3 . ЗУБПУКМ˚И Ъ‡НКВ ФВ ВıУ‰ 001 020 Т λ = 9,4 ПНП ‚ВТ¸П‡ ТО‡·. щМВ „Лfl О‡БВ МУ„У Н‚‡МЪ‡ ТУТЪ‡‚ОflВЪ 41% ˝МВ „ЛЛ ‚В ıМВ„У Ы У‚Мfl 001. щЪУ ЪВУ ВЪЛ˜ВТНЛИ Ф В‰ВО ‰Оfl диС О‡БВ ‡. ЦТОЛ ·˚ ‚Тfl ˝МВ „Лfl Ф Л М‡Н‡˜НВ ¯О‡ ЛТНО˛˜ЛЪВО¸МУ М‡ ‚УБ·ЫК‰ВМЛВ Ы У‚Мfl 001 лй2 Ë Í‡Ê‰Ó ‚ÓÁ·ÛʉÂÌË ÒÓÔ Ó‚Óʉ‡- ÎÓÒ¸ ‡‰Ë‡ˆËÓÌÌ˚Ï Ô ÂıÓ‰ÓÏ 001 100, ˝Ì - „Ëfl ·Á ÌÓ„Ó ËÁÎÛ˜ÂÌËfl ÒÓÒÚ‡‚Îfl· ·˚ 41% Á‡Ú ‡Ú. ê‡θÌ˚È äèÑ ‚Ò„‰‡ Á̇˜ËÚÂθÌÓ ÌËÊÂ.

Ç ıÌËÈ Î‡Á Ì˚È Û Ó‚Â̸ ‚ ëé2-·Á  ‚ÓÁ- ·Ûʉ‡ÂÚÒfl Û‰‡ ‡ÏË ˝ÎÂÍÚ ÓÌÓ‚ ‡Á fl‰ÌÓÈ Ô·ÁÏ˚.

êËÒ. 1. ëıÂχ ëé2-О‡БВ ‡ МВ·УО¸¯УИ ПУ˘МУТЪЛ Т ‰ЛЩЩЫБЛУММ˚П УıО‡К‰ВМЛВП: 1 – ‡Á fl‰Ì‡fl Ú Û·- ͇, 2 – ÍÓθˆÂ‚˚ ˝ÎÂÍÚ Ó‰˚, 3 – ПВ‰ОВММУВ У·- МУ‚ОВМЛВ ТПВТЛ, 4 – ‡Á fl‰Ì‡fl Ô·Áχ, 5 – ‚̯- Ìflfl Ú Û·Í‡, 6 – Óı·ʉ‡˛˘‡fl Ô ÓÚӘ̇fl ‚Ó‰‡, 7 – „ÎÛıÓ Á ͇ÎÓ, 8 – ‚˚ıУ‰МУВ ФУОЫФ УБ ‡˜МУВ БВ Н‡ОУ, 9 – ‚˚ıÓ‰fl˘Â ËÁÎÛ˜ÂÌËÂ

нОВ˛˘ЛИ ‡Б fl‰ fl‚ОflВЪТfl У‰МЛП ЛБ ‰‚Ыı М‡Л·УОВВ‡ТФ УТЪ ‡МВММ˚ı ‚Л‰У‚ „‡БУ‚У„У ‡Б fl‰‡ ФУТЪУflММУ„У ЪУН‡ (‰ Ы„УИ ‡Б fl‰ – ‰Ы„У‚УИ). нОВ˛˘ЛИ ‡Б-fl‰ ‚Л‰ВОЛ ‚ТВ – ‚ТФУПМЛЪВ ВНО‡ПМ˚В Ъ Ы·НЛ М‡ ЫОЛˆ‡ı. иО‡БПВММ˚И ТЪУО· ПВК‰Ы ˝ОВНЪ У‰‡ПЛ ПУКВЪ ·˚Ъ¸ Т‰ВО‡М О˛·УИ ‰ОЛМ˚, ОЛ¯¸ ·˚ ·˚ОУ Ф Л- ОУКВМУ ‰УТЪ‡ЪУ˜МУ М‡Ф flКВМЛfl. лЪУО· ПУКВЪ Н‡Н Ы„У‰МУ ЛБ„Л·‡Ъ¸Тfl, ФУ‚ЪУ flfl ЛБ„Л·˚ Ъ Ы·НЛ. З лй2- О‡БВ ‡ı Ф ЛПВМfl˛Ъ Т В‰МЛВ ‰‡‚ОВМЛfl „‡Б‡, ≈ 10– 50 нУ (1 нУ = 1 ПП Ъ.ТЪ.). лО‡·УЛУМЛБУ‚‡ММ‡fl ФО‡БП‡ ЪОВ˛˘В„У ‡Б fl‰‡ ТУ ТЪВФВМ¸˛ ЛУМЛБ‡ˆЛЛ 10−8–10−7 ТЛО¸МУ МВ ‡‚МУ‚ВТМ‡. нВПФВ ‡ЪЫ ‡ ˝ОВН- Ъ УММУ„У „‡Б‡ í 104 д „У ‡Б‰У ‚˚¯В ЪВПФВ ‡ЪЫ ˚ „‡Б‡ ЪflКВО˚ı ˜‡ТЪЛˆ í, НУЪУ ‡fl ПУКВЪ МВ М‡ ПМУ„У Ф В‚˚¯‡Ъ¸ НУПМ‡ЪМЫ˛ ( ‡Б fl‰МУИ Ъ Ы·НЛ МВ В‰НУ ПУКМУ НУТМЫЪ¸Тfl ЫНУИ). лЪВФВМ¸ ЛУМЛБ‡ˆЛЛ М‡ МВТНУО¸НУ ФУ fl‰НУ‚ ПВМ¸¯В ЪВ ПУ‰ЛМ‡ПЛ˜ВТНЛ ‡‚- МУ‚ВТМУИ, ТУУЪ‚ВЪТЪ‚Ы˛˘ВИ í .

сВОВТУУ· ‡БМУТЪ¸ ЛТФУО¸БУ‚‡МЛfl ЪОВ˛˘В„У‡Б fl‰‡ ‰Оfl М‡Н‡˜НЛ лй2-О‡БВ ‡ ТУТЪУЛЪ ‚ ЪУП, ˜ЪУ ‚ ПУОВНЫОfl М˚ı „‡Б‡ı ФУ‰‡‚Оfl˛˘‡fl ˜‡ТЪ¸ ‚˚‰ВОfl˛- ˘ВИТfl ˝МВ „ЛЛ ЪУН‡ Б‡Ъ ‡˜Л‚‡ВЪТfl М‡ ‚УБ·ЫК‰ВМЛВ ПУОВНЫОfl М˚ı НУОВ·‡МЛИ. щОВНЪ Л˜ВТНУВ ФУОВ, ФУ‰‰В КЛ‚‡˛˘ВВ ФО‡БПЫ, ТУУ·˘‡ВЪ ˝МВ „Л˛ ˝ОВН- Ъ УМ‡П – МУТЛЪВОflП ЪУН‡, ‡ ЪВ ‚УБ·ЫК‰‡˛Ъ НУОВ·‡- МЛfl. йТУ·ВММУ ˝ЩЩВНЪЛ‚ВМ ‚ ˝ЪУП УЪМУ¯ВМЛЛ ‡БУЪ, „‰В ‰У 95% ˝МВ „ЛЛ ФВ ВıУ‰ЛЪ ФВ ‚УМ‡˜‡О¸МУ ‚ НУОВ·‡МЛfl ПУОВНЫО. ЗПВТЪВ Т ЪВП ‰‡О¸МВИ¯ВВ Ф В‚ ‡- ˘ВМЛВ ˝ЪУИ ˝МВ „ЛЛ ‚ ˝МВ „Л˛ Лı ФУТЪЫФ‡ЪВО¸МУ„У ‰‚ЛКВМЛfl (“‚ ЪВФОУ”) Ф УЛТıУ‰ЛЪ ‚ ‡БУЪВ Н ‡ИМВ ПВ‰ОВММУ. иУТНУО¸НЫ ˝МВ „Лfl ФВ ‚У„У НУОВ·‡ЪВО¸- МУ„У Ы У‚Мfl ПУОВНЫО˚ N2 Ó˜Â̸ ·ÎËÁ͇ Í ˝Ì „ËË Û Ó‚Ìfl 001 ëé2 ( ЛТ. 2), УЪН ˚‚‡ВЪТfl ‚УБПУКМУТЪ¸ ·˚ТЪ УИ ВБУМ‡МТМУИ ФВ В‰‡˜Л НУОВ·‡ЪВО¸МУ„У Н‚‡МЪ‡ УЪ N*2 Í ëé2 Т Ф flП˚П Б‡ТВОВМЛВП ‚В ıМВ„У О‡БВ МУ„У Ы У‚Мfl. иУ ˝ЪУИ Ф Л˜ЛМВ ‚ ‡·У˜ЛИ „‡Б

МВФ ВПВММУ ‰У·‡‚Оfl˛Ъ ‡БУЪ, ˜‡ТЪУ ‰‡КВ ‚ ·УО¸¯ВП НУОЛ˜ВТЪ‚В, ˜ВП Т‡П лй2 .

лЛО¸МУИ ЛМ‚В ТЛЛ ТФУТУ·ТЪ‚ЫВЪ МВ ЪУО¸НУ ЛМЪВМТЛ‚МУВ Б‡ТВОВМЛВ ‚В ıМВ„У Ы У‚Мfl 001, МУ Л ·˚ТЪ-УВ ‡ТТВОВМЛВ МЛКМВ„У Ы У‚Мfl 100, М‡ НУЪУ ˚И ‚ТВ ‚ ВПfl ФУТЪЫФ‡˛Ъ ПУОВНЫО˚, ЛТФЫТЪЛ‚¯ЛВ О‡БВ М˚И Н‚‡МЪ. зУ М‡ fl‰Ы ТУ ТЪУОНМУ‚ВМЛflПЛ, ‰ВБ‡НЪЛ‚Л Ы- ˛˘ЛПЛ Ы У‚ВМ¸ 100, Л‰ВЪ Л В„У Ф flПУВ ‚УБ·ЫК‰ВМЛВ. З ВБЫО¸Ъ‡ЪВ Б‡ТВОВММУТЪ¸ Ы У‚Мfl 100 УН‡Б˚‚‡ВЪТfl МВ У˜ВМ¸ ‰‡ОВНУИ УЪ ‡‚МУ‚ВТМУИ, ТУУЪ‚ВЪТЪ‚Ы˛˘ВИ ФУТЪЫФ‡ЪВО¸МУИ ЪВПФВ ‡ЪЫ В „‡Б‡ í. бМ‡˜ЛЪ, ‰Оfl ˝Щ- ЩВНЪЛ‚МУИ О‡БВ МУИ „ВМВ ‡ˆЛЛ ЪВПФВ ‡ЪЫ ‡ „‡Б‡ ‰УОКМ‡ ·˚Ъ¸ ‰УТЪ‡ЪУ˜МУ МЛБНУИ. и ‡НЪЛ˜ВТНЛ МВ- ‰УФЫТЪЛП М‡„ В‚ „‡Б‡ ·УОВВ ˜ВП М‡ 200°л.

åÂÊ‰Û ÚÂÏ ‚ ‡·Ó˜ÂÏ „‡Á ‚˚‰ÂÎflÂÚÒfl Ó˜Â̸ ÏÌÓ„Ó ÚÂÔ·. ç ‚Òfl ˝Ì „Ëfl ˝ÎÂÍÚ ÓÌÓ‚ Á‡Ú ‡˜Ë‚‡- ÂÚÒfl ̇ ‚ÓÁ·ÛʉÂÌË ‚ ıÌÂ„Ó Î‡Á ÌÓ„Ó Û Ó‚Ìfl ëé2 . зВ ‚ТВ ФУФ‡‚¯ЛВ М‡ ˝ЪУЪ Ы У‚ВМ¸ ПУОВНЫО˚ ЛБОЫ˜‡˛Ъ О‡БВ М˚И Н‚‡МЪ. ЦТОЛ, Н‡Н ˝ЪУ У·˚˜МУ Л ·˚- ‚‡ВЪ, диС О‡БВ ‡ ТУТЪ‡‚ОflВЪ η 10%, ЪУ 90% ‰КУЫОВ‚‡ ЪВФО‡ ЪУН‡ Л‰ВЪ ‚ НУМВ˜МУП Т˜ВЪВ М‡ М‡„ В‚ „‡Б‡. н‡НЛП У· ‡БУП, У·ВТФВ˜ВМЛВ ‰УТЪ‡ЪУ˜МУ ·˚ТЪ-У„У ЪВФОУУЪ‚У‰‡ fl‚ОflВЪТfl МВУ·ıУ‰ЛП˚П ЫТОУ‚ЛВП‡·УЪ˚ лй2-О‡БВ ‡. З ˝ЪУП УЪМУ¯ВМЛЛ У˜ВМ¸ ФУОВБМУ Ф ЛТЫЪТЪ‚ЛВ „ВОЛfl ‚ ‡·У˜ВП „‡БВ. гВ„НЛИ „ВОЛИ, У·О‡‰‡fl ‚˚ТУНУИ ЪВФОУФ У‚У‰МУТЪ¸˛, ЫТНУ flВЪ ‚˚- ‚У‰ ЪВФО‡ ЛБ ‡Б fl‰‡. д УПВ ЪУ„У, ‡ЪУП˚ „ВОЛfl ТФУТУ·ТЪ‚Ы˛Ъ ‰ВБ‡НЪЛ‚‡ˆЛЛ МЛКМВ„У О‡БВ МУ„У Ы У‚- Мfl. й·˚˜МУ ФУ‰·Л ‡˛Ъ УФЪЛП‡О¸М˚И ‰Оfl Н‡К‰УИ НУМТЪ ЫНˆЛЛ ТУТЪ‡‚ „‡Б‡, М‡Ф ЛПВ ‚ Ф УФУ ˆЛflı лй2 : N2 : зВ = 1 : 1 : 8 ЛОЛ 1 : 6 : 12 ФУ ˜ЛТО‡П ПУОВНЫО. к‡·У˜‡fl ТПВТ¸ ТУ ‚ ВПВМВП ФУ ЪЛЪТfl ( ‡БО‡„‡- ВЪТfl лй2 , У· ‡БЫ˛ЪТfl ‚ В‰М˚В ‚ МВНУЪУ ˚ı УЪМУ¯В- МЛflı НУПФУМВМЪ˚: лй, N2й Л ‰ .), Ъ‡Н ˜ЪУ ТПВТ¸ Ф ЛıУ‰ЛЪТfl ПВ‰ОВММУ У·МУ‚ОflЪ¸.

аБ ТН‡Б‡ММУ„У ‚˚¯В flТМУ, ФУ˜ВПЫ ТО‡·УЛУМЛБЛ-У‚‡ММ‡fl Л ФУЪУПЫ ТЛО¸МУМВ ‡‚МУ‚ВТМ‡fl ФО‡БП‡ ЪОВ˛˘В„У (Ъ‡Н КВ Н‡Н Л ‚˚ТУНУ˜‡ТЪУЪМУ„У) ‡Б fl‰‡ ıУ У¯‡ ‰Оfl лй2-О‡БВ ‡, ‡ ФО‡БП‡ У·˚˜МУ„У ‰Ы„У‚У„У‡Б fl‰‡ МВ „У‰ЛЪТfl. З ‰Ы„В ‡ЪПУТЩВ МУ„У ‰‡‚ОВМЛfl ЛБ-Б‡ УЪМУТЛЪВО¸МУ ‚˚ТУНУИ ТЪВФВМЛ ЛУМЛБ‡ˆЛЛ (10−3–10−2) ФО‡БП‡ ‡‚МУ‚ВТМ‡ Л ЪВПФВ ‡ЪЫ ‡ „‡Б‡ ‚˚ТУН‡ (í ≈ 7000–10 000 ä).

гДбЦкх л Саоомбайззхе йпгДЬСЦзаЦе

Ç ëé2-О‡БВ ‡ı ЫПВ ВММУИ ПУ˘МУТЪЛ, Ф ЛПВ МУ ‰У 1 НЗЪ, ˜‡ТЪУ Ф ЛПВМflВЪТfl НО‡ТТЛ˜ВТН‡fl ТıВП‡ ЪОВ˛˘В„У ‡Б fl‰‡ ‚ ТЪВНОflММУИ Ъ Ы·НВ Т Ф ‡НЪЛ˜В- ТНЛ МВФУ‰‚ЛКМ˚П „‡БУП, Н‡Н М‡ ЛТ. 1. щОВНЪ У‰˚ ‰ВО‡˛Ъ НУО¸ˆВ‚˚ПЛ, МВ Б‡„У ‡КЛ‚‡˛˘ЛПЛ ‰У У„Л ЛБОЫ˜ВМЛ˛. СКУЫОВ‚У ЪВФОУ ‚˚МУТЛЪТfl ЪВФОУФ У- ‚У‰МУТЪ¸˛ Н ТЪВМН‡П Ъ Ы·НЛ, ˝ЪУ М‡Б˚‚‡˛Ъ ‰ЛЩЩЫБЛУММ˚П УıО‡К‰ВМЛВП. ЙОЫıУВ БВ Н‡ОУ ‰ВО‡˛Ъ ПВ- Ъ‡ООЛ˜ВТНЛП, ФУОЫФ УБ ‡˜МУВ – ЛБ NaCl, KCl, ZnSe, AsGa.

зВ‰УФЫТЪЛПУТЪ¸ М‡„ В‚‡ „‡Б‡ ‚˚¯В ímax ≈ 200 K Ф Л ·УОВВ ЛОЛ ПВМВВ ЩЛНТЛ У‚‡ММУП диС У„ ‡МЛ-

˜Л‚‡ВЪ ПУ˘МУТЪ¸ ЛБОЫ˜ВМЛfl, НУЪУ Ы˛ ПУКМУ ФУОЫ- ˜ЛЪ¸ Т В‰ЛМЛˆ˚ ‰ОЛМ˚ Ъ Ы·НЛ МВБ‡‚ЛТЛПУ УЪ ВВ ‡- ‰ЛЫТ‡ R. Ç Ò‡ÏÓÏ ‰ÂÎÂ, ÔÛÒÚ¸ i – ‡Á fl‰Ì˚È ÚÓÍ, ÍÓÚÓ ˚È Ú˜ÂÚ ‚‰Óθ Ú Û·ÍË; Ö – Ф У‰УО¸МУВ ˝ОВНЪ-Л˜ВТНУВ ФУОВ, λ – НУ˝ЩЩЛˆЛВМЪ ЪВФОУФ У‚У‰МУТЪЛ „‡Б‡. З˚‰ВОfl˛˘‡flТfl ‚ В‰ЛМЛˆВ ‰ОЛМ˚ ˝ОВНЪ Л˜В- ТН‡fl ПУ˘МУТЪ¸ iE ‚˚МУТЛЪТfl Н ФУ‚В ıМУТЪЛ 2πR Ч 1 ЪВФОУ‚˚П ФУЪУНУП ФОУЪМУТЪЛ −λ(dT/dr)r = R ≈ λΔí/R. éÚÒ˛‰‡ iE 2πλΔí. ЕУОВВ ЪУ˜МУ, Т Ы˜ВЪУП ‡‰Л‡О¸- МУ„У ‡ТФ В‰ВОВМЛfl ЪВПФВ ‡ЪЫ ˚,

è ‡ÍÚ˘ÂÒÍË ‚ 1 Ï ÌÂθÁfl ‚Í·‰˚‚‡Ú¸ ·ÓΠiE ≈ ≈ 1 НЗЪ/П. лОВ‰У‚‡ЪВО¸МУ, УЪ 1 П Ъ Ы·НЛ МВО¸Бfl ФУОЫ˜ЛЪ¸ ·УОВВ 100 ЗЪ ЛБОЫ˜ВМЛfl. СОfl Ы‚ВОЛ˜ВМЛfl ПУ˘МУТЪЛ Ъ Ы·˜‡Ъ˚ı О‡БВ У‚ Т ‰ЛЩЩЫБЛУММ˚П Уı- О‡К‰ВМЛВП МВ УТЪ‡ВЪТfl МЛ˜В„У, Н УПВ Н‡Н М‡ ‡˘Л- ‚‡Ъ¸ ‰ОЛМЫ Ъ Ы·УН. уЪУ·˚ МВ ‚˚ıУ‰ЛЪ¸ Б‡ ‡БЫПМ˚В „‡·‡ ЛЪ˚ (ТН‡КВП, 2 П), ‚ ТОЫ˜‡В БМ‡˜ЛЪВО¸М˚ı ПУ˘МУТЪВИ МВТНУО¸НУ Ф‡ ‡ООВО¸М˚ı Ъ Ы·УН ‚НО˛- ˜‡˛Ъ ФУТОВ‰У‚‡ЪВО¸МУ ‚ ВБУМ‡ЪУ , ТЪ‡‚fl УЪ ‡К‡ЪВОЛ ‚ ПВТЪ‡ı ФУ‚У УЪУ‚ ЛБОЫ˜ВМЛfl ( ЛТ. 3). щОВНЪ Л-

1 3

2

3

5

êËÒ. 3. иУТОВ‰У‚‡ЪВО¸МУВ ‚НО˛˜ВМЛВ МВТНУО¸НЛı‡Б fl‰М˚ı Ъ Ы·УН ‚ ВБУМ‡ЪУ : 1 – Ú Û·ÍË, 2 – „ÎÛıÓ Á ͇ÎÓ, 3 – ÔÓ‚Ó ÓÚÌ˚ Á ͇·, 4 – ‚˚ıУ‰- МУВ ФУОЫФ УБ ‡˜МУВ БВ Н‡ОУ, 5 – ‚˚ıÓ‰fl˘Â ËÁÎÛ˜ÂÌËÂ

˜ВТНУВ ФЛЪ‡МЛВ ФУ‰‡˛Ъ ‡Б‰ВО¸МУ ‚ МВ ТОЛ¯НУП ‰ОЛММ˚В (ПВЪ У‚˚В) ТВНˆЛЛ, ˜ЪУ·˚ МВ Ъ В·У‚‡ОУТ¸ ·УО¸¯У„У М‡Ф flКВМЛfl. нЛФЛ˜М˚В Ф‡ ‡ПВЪ ˚ ‡Б fl- ‰‡ ‚ Ъ Ы·˜‡Ъ˚ı О‡БВ ‡ı: ТПВТ¸ лй2 : N2 : ç = 1 : 1 : 8, Ö / p ≈ 2–4 Ç/(ÒÏ íÓ )1, ФОУЪМУТЪ¸ ˝ОВНЪ УМУ‚ ‚ ФО‡БПВ ne ≈ 1010 ÒÏ− 3, ФОУЪМУТЪ¸ ЪУН‡ j = i / πR 2 ≈ ≈ 10 ÏА/ÒÏ2, Ó·˙ÂÏÌ˚È ˝Ì „Ó‚Í·‰ jÖ 0,03 ÇÚ/ÒÏ3; Ô Ë ÚËÔ˘ÌÓÏ ≈ 15 íÓ jÖ ≈ 0,5 ÇÚ/ÒÏ3. йФЛ- Т‡ММ˚В О‡БВ ˚ М‡‰ВКМ˚ ‚ ‡·УЪВ, ıУ У¯У ТВ·fl Б‡ В- НУПВМ‰У‚‡ОЛ Л ‚ ЪВı ЛОЛ ‰ Ы„Лı ‚‡ Л‡МЪ‡ı ‚˚ФЫТН‡- ˛ЪТfl Ф УП˚¯ОВММУТЪ¸˛ М‡ ПУ˘МУТЪЛ ‚ ‰ВТflЪНЛ, ТУЪМЛ ‚‡ЪЪ Л ‰‡КВ НЛОУ‚‡ЪЪ.

1 З ТУУЪ‚ВЪТЪ‚ЛЛ Т ‰ВИТЪ‚Ы˛˘ЛПЛ ‚ ТО‡·УЛУМЛБЛ У‚‡М- МУИ ФО‡БПВ Б‡НУМ‡ПЛ ФУ‰У·Лfl, У НУЪУ ˚ı ·Ы‰ВЪ МВПМУ„У ТН‡Б‡МУ ‚ ТОВ‰Ы˛˘ВП ‡Б‰ВОВ, ТУТЪУflМЛВ ‚ ФО‡БПВММУП ТЪУО·В ı‡ ‡НЪВ ЛБЫВЪТfl УЪМУ¯ВМЛВП ФУОfl Н ФОУЪМУТЪЛ, ЫТОУ‚МУ – ‰‡‚ОВМЛ˛ „‡Б‡.

ЕхлнкйикйнйузхЦ гДбЦкх

АО¸ЪВ М‡ЪЛ‚УИ ‰ЛЩЩЫБЛУММУПЫ УıО‡К‰ВМЛ˛ ТОЫКЛЪ НУМ‚ВНЪЛ‚МУВ. к‡·У˜ЛИ „‡Б Т ·УО¸¯УИ ТНУ-УТЪ¸˛ Ф У‰Ы‚‡˛Ъ ˜В ВБ У·О‡ТЪ¸ ‡Б fl‰‡, Л ‰КУЫОВ- ‚У ЪВФОУ ‚˚МУТЛЪТfl ФУЪУНУП. и ЛПВМВМЛВ ·˚ТЪ УИ Ф УН‡˜НЛ ФУБ‚УОflВЪ ФУ‰МflЪ¸ ФОУЪМУТЪЛ ˝МВ „У‚˚- ‰ВОВМЛfl Л ˝МВ „УТ˙ВП‡ ЛБОЫ˜ВМЛВП. з‡ ˝ЪУП ФЫЪЛ ‰УТЪЛ„МЫЪ˚ ·УО¸¯ЛВ ЫТФВıЛ Л ТУБ‰‡М˚ ПМУ„УНЛОУ- ‚‡ЪЪМ˚В О‡БВ ˚. лУФУТЪ‡‚ЛП ˝ЩЩВНЪЛ‚МУТЪЛ ‰‚Ыı ТФУТУ·У‚ УıО‡К‰ВМЛfl. ЦТОЛ ‰ОЛМ‡ У·О‡ТЪЛ ‡Б fl‰‡ ‚‰УО¸ „‡БУ‚У„У ФУЪУН‡ L, ÚÓ Ô Ë ÒÍÓ ÓÒÚË u ‚ ÂÏfl Ô Â·˚‚‡ÌËfl „‡Á‡ ‚ ‡Á fl‰Â τ = L/u. Ö‰ËÌˈ‡ Ó·˙Âχ „‡Á‡ Ô ËÓ· ÂÚ‡ÂÚ ˝Ì „˲

„‰В ρ – ФОУЪМУТЪ¸, cp – Ы‰ВО¸М‡fl ЪВФОУВПНУТЪ¸ Ф Л ФУТЪУflММУП ‰‡‚ОВМЛЛ (ЪВ˜ВМЛВ У·˚˜МУ ‰УБ‚ЫНУ‚УВ, Ъ‡Н ˜ЪУ ‰‡‚ОВМЛВ ‚ ТЛТЪВПВ ПВМflВЪТfl МВТЛО¸МУ). и В‰ТЪ‡‚ЛП ‡‚ВМТЪ‚У (1) ‚ ‚Л‰В (2); ‚ ВПfl ‰ЛЩЩЫБЛУММУ„У ‚˚‚У‰‡ ЪВФО‡ τ = Λ2 /χ, „‰Â χ = λ/(ρcp) – ЪВПФВ ‡ЪЫ УФ У‚У‰МУТЪ¸, Λ = R/2,8. ÖÒÎË, Ì‡Ô Ë- Ï , L = 30 ÒÏ, u = 100 Ï/Ò, ‚ ÂÏfl ÍÓÌ‚ÂÍÚË‚ÌÓ„Ó Óı- ·ʉÂÌËfl τ = 3 10−3 Т. нВФОУФ У‚У‰МУТЪ¸ ‚˚‚У‰ЛЪ ЪВФОУ ЛБ Ъ Ы·НЛ ‡‰ЛЫТ‡ R = 3 ÒÏ Ô Ë = 15 íÓ Á‡ τ ≈ 4 10−2 Ò (χ ≈ 40 ÒÏ2/Т) – М‡ ФУ fl‰УН ПВ‰ОВММВВ.

зВ‰УФЫТЪЛПУТЪ¸ ТЛО¸МУ„У М‡„ В‚‡ М‡НО‡‰˚‚‡ВЪ У„ ‡МЛ˜ВМЛВ М‡ Ы‰ВО¸М˚И ˝МВ „У‚НО‡‰ ‚ ‡Б fl‰ q:

ÇÚÓ Ê ‚ ÂÏfl q = PE /Q, „‰Â PE – ‚Í·‰˚‚‡Âχfl ‚ Ô·ÁÏÛ ÏÓ˘ÌÓÒÚ¸, Q = ρuS – χÒÒÓ‚˚È ‡ÒıÓ‰ „‡Á‡ ˜Â ÂÁ ÔÓÔ ˜ÌÓ Ò˜ÂÌË S ‡Á fl‰ÌÓÈ Í‡Ï ˚. óÚÓ·˚ ÔÓÎÛ˜‡Ú¸ ê = 10 ÍÇÚ ËÁÎÛ˜ÂÌËfl Ô Ë äèÑ

η≈ 10%, ‚ ‡Б fl‰ МЫКМУ ‚НО‡‰˚‚‡Ъ¸ êÖ = 100 ÍÇÚ. ëӄ·ÒÌÓ (3), Q > 130 „/Т, ЪУ ВТЪ¸ М‡ ˜‡Т ‡·УЪ˚ Ъ В- ·ЫВЪТfl ЪУММ‡ „‡Б‡! иУ˝ЪУПЫ О‡БВ МЫ˛ ТПВТ¸ Ф УН‡- ˜Л‚‡˛Ъ ФУ Б‡ПНМЫЪУПЫ НУМЪЫ Ы ( ЛТ. 4). Й‡БУ‚˚И Ъ ‡НЪ МВФ ВПВММУ ‚НО˛˜‡ВЪ ЪВФОУУ·ПВММЛН, „‰В УЪ „‡Б‡ УЪ·Л ‡ВЪТfl ЪВФОУ, Ф ЛУ· ВЪВММУВ ‚ ‡Б fl‰В. лПВТ¸ ‚ НУМЪЫ В ПВ‰ОВММУ У·МУ‚Оfl˛Ъ. у‡ТЪУ ‡Б-fl‰МЫ˛ Н‡ПВ Ы ‰ВО‡˛Ъ ‚ ‚Л‰В ¯Л УНУ„У ФОУТНУ„У Н‡М‡О‡ ( ЛТ. 5). йН‡Б‡ОУТ¸ ˆВОВТУУ· ‡БМ˚П ЛТФУО¸- БУ‚‡Ъ¸ Ъ Ы·˜‡Ъ˚В НУМТЪ ЫНˆЛЛ Т ·˚ТЪ УИ УТВ‚УИ Ф УН‡˜НУИ „‡Б‡ ‚‰УО¸ ТЛТЪВП˚ МВ‰ОЛММ˚ı Ъ Ы·, ФУТОВ‰У‚‡ЪВО¸МУ ‚НО˛˜ВММ˚ı ‚ ВБУМ‡ЪУ , Н‡Н М‡ ЛТ. 3, Л Ф‡ ‡ООВО¸МУ – ‚ „‡БУ‚˚И Ъ ‡НЪ, ˜ЪУ·˚ МВ ·˚ОУ ·УО¸¯У„У „Л‰ ‡‚ОЛ˜ВТНУ„У ТУФ УЪЛ‚ОВМЛfl.

ÇÒËÎÛ Ó„ ‡Ì˘ÂÌËfl (3) ̇ ‡˘Ë‚‡Ú¸ ÏÓ˘ÌÓÒÚ¸ ·Á ‡ P = ηjESL ПУКМУ ЪУО¸НУ Ы‚ВОЛ˜ВМЛВП ‰‡‚ОВМЛfl Л У·˙ВП‡, Ф ‡НЪЛ˜ВТНЛ ТВ˜ВМЛfl Н‡М‡О‡ S. ó ÂÁÏ ÌÓ ۂÂ΢ÂÌË ‰ÎËÌ˚ L ‚‰УО¸ ФУЪУН‡ Ъ В·ЫВЪ Л М‡ ‡˘Л‚‡МЛfl ТНУ УТЪЛ, ЛМ‡˜В „‡Б ТОЛ¯НУП ‰УО„У ·Ы‰ВЪ ФУ‰‚В „‡Ъ¸Тfl М‡„ В‚Ы. зУ ЪВıМЛ˜ВТНЛ У˜ВМ¸ Ъ Ы‰МУ У „‡МЛБУ‚‡Ъ¸ ·УО¸¯УИ ‡ТıУ‰ ТУ ТНУ УТЪ¸˛,

ТЫ˘ВТЪ‚ВММУ Ф В‚˚¯‡˛˘ВИ 100–150 П/c. и Л Б‡‰‡ММУП ‚ ВПВМЛ Ф УОВЪ‡, ТН‡КВП τ = 3 10− 3 Ò (L = 30 ÒÏ, u = 100 Ï/c), Ô Â‰ÂθÌÓÏÛ ˝Ì „Ó‚Í·‰Û

2

1

êËÒ. 4. лıВП‡ ·˚ТЪ УФ УЪУ˜МУ„У О‡БВ ‡ М‡ Б‡ПНМЫЪУП ˆЛНОВ (‚Л‰ Т·УНЫ): 1 – „‡БУ‚˚И НУМЪЫ , 2 –‡Á fl‰Ì‡fl ͇Ï ‡ Ò ÂÁÓ̇ÚÓ ÓÏ, 3 – ЪВФОУУ·- ПВММЛН, 4 – ‚ВМЪЛОflЪУ , 5 – ПВ‰ОВММ˚И М‡ФЫТН Т‚ВКВИ ТПВТЛ, 6 – ПВ‰ОВММ‡fl УЪН‡˜Н‡ УЪ ‡·УЪ‡М- МУИ ТПВТЛ

1

5

5 2

4

3

5 5

3

1

4

6 7

êËÒ. 5. ëıÂχ ‡Á fl‰ÌÓÈ Í‡Ï ˚ Ë ÂÁÓ̇ÚÓ ‡ Ó‰ÌÓ„Ó ËÁ ·˚ÒÚ ÓÔ ÓÚÓ˜Ì˚ı ·Á ӂ: ‡ – ‚ˉ Ò·ÓÍÛ, · – ‚ˉ Ò‚Â ıÛ; 1 – ТЪВМНЛ Н‡ПВ ˚-Н‡М‡О‡, 2 – ÒÔÎÓ¯ÌÓÈ Í‡ÚÓ‰, 3 – ÒÂ͈ËÓÌË Ó‚‡ÌÌ˚È ‡ÌÓ‰, 4 – ‡Á fl‰Ì‡fl Ô·Áχ, 5 – „‡БУ‚˚И ФУЪУН, 6 – „ÎÛıÓ Á ͇ÎÓ, 7 – ÔÓ‚Ó ÓÚÌ˚ Á ͇·, 8 – ‚˚ıÓ‰- ÌÓ ÓÍÌÓ, 9 – ‚˚ıÓ‰fl˘Â ËÁÎÛ˜ÂÌËÂ. ç‡ ËÒ. 5, ‡ Á ͇· Ì ÔÓ͇Á‡Ì˚

УЪ‚В˜‡˛Ъ ТО‡·У Б‡‚ЛТfl˘ЛВ УЪ ‰‡‚ОВМЛfl П‡НТЛП‡О¸- МУ ‰УФЫТЪЛП˚В ФОУЪМУТЪЛ ˝ОВНЪ УМУ‚ Л ЪУН‡ ‚ ФО‡Б-

Ï ne max ≈ 3 1010 ÒÏ−3, jmax ≈ 20 ÏА/ÒÏ2, ˜ÚÓ Ô Ë Á̇˜Â- ÌËË E/p ≈ 8 Ç/(ÒÏ íÓ ), ı‡ ‡ÍÚ ÌÓÏ ‰Îfl ‡Á fl‰‡

‚ ФУЪУНВ, ТУУЪ‚ВЪТЪ‚ЫВЪ ФОУЪМУТЪЛ ˝МВ „У‚НО‡‰‡ (jE)max ≈ 0,16 ÇÚ/cÏ3.

зЦмлнйвуаЗйлнъ кДбкьСД а ЕйкъЕД л зЦв

и Л‚В‰ВММ˚В ‰УФЫТЪЛП˚В ‚ВОЛ˜ЛМ˚ ne , j, jE МВ ТОЛ¯НУП ‚ВОЛНЛ, ‚ МВ·УО¸¯Лı О‡·У ‡ЪУ М˚ı ЫТЪ‡- МУ‚Н‡ı Л Ф Л ФУМЛКВММ˚ı ‰‡‚ОВМЛflı УМЛ ОВ„НУ В‡- ОЛБЫ˛ЪТfl. зУ ‰УТЪЛ˜¸ Лı, ТН‡КВП, ‚ Н‡М‡ОВ ‰ОЛМУИ 30 ТП, ‚˚ТУЪУИ 6 ТП Л ¯Л ЛМУИ 110 ТП, Ф Л ‰‡‚ОВМЛЛ= 30 нУ , МЫКМУП ‰Оfl ‚НО‡‰‡ 100 НЗЪ Л ТМflЪЛfl 10 НЗЪ ЛБОЫ˜ВМЛfl, УН‡Б‡ОУТ¸ МВЛПУ‚В МУ Ъ Ы‰М˚П Л ·ВБ ТФВˆЛ‡О¸М˚ı ЫıЛ˘ ВМЛИ Ф УТЪУ МВ‚УБПУКМ˚П. и Л Ы‚ВОЛ˜ВМЛЛ ‡БПВ У‚, ‰‡‚ОВМЛfl, ЪУН‡ Л ПУ˘- МУТЪЛ ‡Б fl‰ ЪВ flВЪ ЫТЪУИ˜Л‚УТЪ¸ В˘В Б‡‰УО„У ‰У ‰УТЪЛКВМЛfl ЪВПФВ ‡ЪЫ МУ„У Ф В‰ВО‡ (3). ЗПВТЪУ ЪУ- „У ˜ЪУ·˚ У‰МУ У‰МУ Б‡ФУОМflЪ¸ ‚ВТ¸ У·˙ВП, Н‡Н ˝ЪУ ·˚‚‡ВЪ Ф Л МВ·УО¸¯Лı ‰‡‚ОВМЛflı Л У·˙ВП‡ı, ‡Б fl‰ ТЪfl„Л‚‡ВЪТfl ‚ У‰ЛМ ЛОЛ МВТНУО¸НУ ТЛО¸МУЛУМЛБЛ У- ‚‡ММ˚ı „У fl˜Лı ЪУНУ‚˚ı ¯МЫ У‚, ‡ ‚У ‚ТВП УТЪ‡О¸- МУП У·˙ВПВ „‡ТМВЪ. г‡БВ МУИ „ВМВ ‡ˆЛЛ Ф Л ˝ЪУП, ВТЪВТЪ‚ВММУ, МВЪ. йФЛТ‡ММУВ fl‚ОВМЛВ М‡Б˚‚‡ВЪТfl НУМЪ ‡НˆЛВИ, ¯МЫ У‚‡МЛВП, ‡ ‚ ‡ПВ ЛН‡МТНУИ ОЛЪВ ‡ЪЫ В – arcing (‰Ы„УУ· ‡БУ‚‡МЛВ).

дУМЪ ‡НˆЛfl ‚˚Б˚‚‡ВЪТfl ‡Б‚ЛЪЛВП Ъ‡Н М‡Б˚‚‡В- ПУИ ЛУМЛБ‡ˆЛУММУ-ФВ В„ В‚МУИ МВЫТЪУИ˜Л‚УТЪЛ. и Л У‰‡ ВВ Ъ‡НУ‚‡. лЪ‡ˆЛУМ‡ МУВ ТУТЪУflМЛВ ФО‡Б- П˚ У·ЫТОУ‚ОВМУ НУПФВМТ‡ˆЛВИ ФУЪВ ¸ ˝ОВНЪ УМУ‚ Лı УК‰ВМЛВП. щОВНЪ УМ˚ „Л·МЫЪ ‚ТОВ‰ТЪ‚ЛВ Ф Л- ОЛФ‡МЛfl Н ПУОВНЫО‡П, Н ЪУПЫ ‡ТФУОУКВММ˚П (лй2 ‡НЪЛ‚МУ Ы˜‡ТЪ‚ЫВЪ ‚ ˝ЪУП Ф УˆВТТВ), ВНУП·ЛМ‡ˆЛЛ, Ф Л МЛБНЛı ‰‡‚ОВМЛflı – ‰ЛЩЩЫБЛЛ Н ТЪВМН‡П; УК- ‰‡˛ЪТfl ˝ОВНЪ УМ˚ ‚ ВБЫО¸Ъ‡ЪВ ЛУМЛБ‡ˆЛЛ ПУОВНЫО Ы‰‡ ‡ПЛ ‰УТЪ‡ЪУ˜МУ ˝МВ „Л˜М˚ı ˝ОВНЪ УМУ‚. уЛТОУ ФУТОВ‰МЛı ˜ ВБ‚˚˜‡ИМУ ВБНУ Б‡‚ЛТЛЪ УЪ Т В‰МВИ ˝МВ „ЛЛ ЛОЛ ЪВПФВ ‡ЪЫ ˚ Te ˝ОВНЪ УММУ„У „‡Б‡, НУЪУ ‡fl УФ В‰ВОflВЪТfl УЪМУ¯ВМЛВП ˝ОВНЪ Л˜ВТНУ„У ФУОfl E Н ФОУЪМУТЪЛ ПУОВНЫО „‡Б‡ N. З Т‡ПУП ‰ВОВ, ˝ОВН- Ъ УМ Ф ЛУ· ВЪ‡ВЪ ˝МВ „Л˛ ЫТНУ flflТ¸ ‚ ФУОВ, ‡ ЪВ flВЪ ВВ Ф Л ТЪУОНМУ‚ВМЛflı Т ПУОВНЫО‡ПЛ, ЪУ ВТЪ¸ ЪВП ТНУ ВВ, ˜ВП ·УО¸¯В N. éÚÒ˛‰‡ Ë ÔÓÎÛ˜‡ÂÚÒfl, ˜ÚÓ, „ Û·Ó „Ó‚Ó fl, Te E/N Л ТНУ УТЪ¸ ЛУМЛБ‡ˆЛЛ У˜ВМ¸ВБНУ ‚УБ ‡ТЪ‡ВЪ Т УТЪУП E/N. Ç ÚÓ Ê ‚ ÂÏfl ÒÍÓ Ó- ÒÚË Î˛·˚ı ÔÓÚ ¸ ˝ÎÂÍÚ ÓÌÓ‚ ÓÚ E/N Б‡‚ЛТflЪ „У ‡Б- ‰У ТО‡·ВВ. иУ˝ЪУПЫ ЫТОУ‚ЛВ НУПФВМТ‡ˆЛЛ УК‰ВМЛfl Л „Л·ВОЛ ˝ОВНЪ УМУ‚ ‰У‚УО¸МУ КВТЪНУ ЩЛНТЛ ЫВЪ УЪМУ¯ВМЛВ E/N. б‡ПВЪЛП, ˜ЪУ, ВТОЛ „‡Б ıУОУ‰М˚И, ФОУЪМУТЪ¸ ПУОВНЫО Ф ‡НЪЛ˜ВТНЛ У‰МУБМ‡˜МУ ı‡ ‡Н- ЪВ ЛБЫВЪТfl ‰‡‚ОВМЛВП, Ъ‡Н Н‡Н p = NkT; Ô Ë 20°ë ‰‡‚ÎÂÌ˲ 1 íÓ ÒÓÓÚ‚ÂÚÒÚ‚ÛÂÚ N = 3,3 1016 ÒÏ−3.

нВФВ ¸ Ф В‰ТЪ‡‚ЛП ТВ·В ‡Б fl‰ ПВК‰Ы ·УО¸¯ЛПЛ ˝ОВНЪ У‰‡ПЛ, Л ФЫТЪ¸ ‚ ТЪ‡ˆЛУМ‡ МУП ТУТЪУflМЛЛ ФО‡БП‡ Б‡ФУОМflВЪ ‚ВТ¸ У·˙ВП ПВК‰Ы МЛПЛ. иЫТЪ¸ ФУ ТОЫ˜‡ИМУИ Ф Л˜ЛМВ ‚ ЪУМНУП ТЪУО·В ПВК‰Ы Н‡НЛПЛЪУ Ф УЪЛ‚УФУОУКМ˚ПЛ ЪУ˜Н‡ПЛ М‡ ˝ОВНЪ У‰‡ı МВПМУ„У ‚˚ УТО‡ ФОУЪМУТЪ¸ ˝ОВНЪ УМУ‚ ne . З ˝ЪУП ТЪУО·В ТЪ‡МЫЪ ·УО¸¯В Ф У‚У‰ЛПУТЪ¸, ФОУЪМУТЪЛ ЪУ- Н‡ j Л ˝МВ „У‚˚‰ВОВМЛfl jE. З ВБЫО¸Ъ‡ЪВ ‰УФУОМЛЪВО¸МУ„У М‡„ В‚‡ ‚˚ ‡ТЪВЪ „‡БУ‚‡fl ЪВПФВ ‡ЪЫ ‡ T. зУ ‰‡‚ОВМЛВ ·˚ТЪ У, ТУ ТНУ УТЪ¸˛ Б‚ЫН‡, ‚˚ ‡‚МЛ- ‚‡ВЪТfl ФУФВ ВН ТЪУО·‡, Л ФУЪУПЫ ФОУЪМУТЪ¸ „‡Б‡ ‚ МВП N p/T ÒÚ‡ÌÂÚ ÏÂ̸¯Â, ‡ ÓÚÌÓ¯ÂÌË E/N – ‚˚-

¯В. и Л ˝ЪУП ‚ „У ‡Б‰У ·УО¸¯ВИ ТЪВФВМЛ ‚˚ ‡ТЪВЪ ˜Ы‚ТЪ‚ЛЪВО¸М‡fl Н E/N ТНУ УТЪ¸ ЛУМЛБ‡ˆЛЛ Л М‡ТЪЫФЛЪ ‰ЛТ·‡О‡МТ ПВК‰Ы УК‰ВМЛВП Л ФУЪВ flПЛ ˝ОВН- Ъ УМУ‚. ЗВОЛ˜ЛМ˚ j, jE, T ‚˚ ‡ТЪЫЪ В˘В ·УО¸¯В Л Ъ.‰. к‡Б„УМ УТЪ‡МУ‚ЛЪТfl, ОЛ¯¸ НУ„‰‡ У· ‡БУ‚‡‚¯ЛИТfl ТЛО¸МУЛУМЛБЛ У‚‡ММ˚И ¯МЫ ‚УБ¸ПВЪ М‡ ТВ·fl ‚ВТ¸‡Б fl‰М˚И ЪУН. еВı‡МЛБП МВЫТЪУИ˜Л‚УТЪЛ УЪ ‡К‡- ВЪТfl Б‡ПНМЫЪУИ ˆВФУ˜НУИ Ф Л˜ЛММ˚ı Т‚flБВИ, НУЪУ-Ы˛ ПУКМУ М‡˜‡Ъ¸ Т О˛·У„У Б‚ВМ‡:

ЗВ ЪЛН‡О¸М˚В ТЪ ВОНЛ Б‰ВТ¸ ТЛП‚УОЛБЛ ЫВЪ ‚УБ ‡Т- Ъ‡МЛВ Л Ы·˚‚‡МЛВ ‚ВОЛ˜ЛМ.

СОfl ФУ‰‡‚ОВМЛfl ЛОЛ УТО‡·ОВМЛfl ‰ВИТЪ‚Лfl МВЫТЪУИ˜Л‚УТЪЛ ‡Б ‡·УЪ‡М˚ ‡БОЛ˜М˚В Ф ЛВП˚, М‡- Ф ЛПВ : ‡Б‰ВОВМЛВ (ТВНˆЛУМЛ У‚‡МЛВ) ˝ОВНЪ У‰‡ М‡ ЛБУОЛ У‚‡ММ˚В ‰ Ы„ УЪ ‰ Ы„‡ ˝ОВПВМЪ˚ Т ЛМ‰Л‚Л- ‰Ы‡О¸М˚П ФЛЪ‡МЛВП Л ‚НО˛˜ВМЛВ ‚ ˆВФ¸ Н‡К‰У„У ˝ОВПВМЪ‡ ЛМ‰Л‚Л‰Ы‡О¸МУ„У ·‡ОО‡ТЪМУ„У ТУФ УЪЛ‚- ОВМЛfl. дУ„‰‡ УЪ Н‡НУ„У-ЪУ ˝ОВПВМЪ‡ ‚УБМЛН‡ВЪ ¯МЫ , ‚ МВП ВБНУ ‚УБ ‡ТЪ‡ВЪ ЪУН, М‡Ф flКВМЛВ ЛБ-Б‡ М‡ОЛ˜Лfl ТУФ УЪЛ‚ОВМЛfl Ф‡‰‡ВЪ. зУ М‡ ФО‡БПВ, ФЛЪ‡- ВПУИ УЪ ‰ Ы„Лı ˝ОВПВМЪУ‚, ˝ЪУ УЪ ‡К‡ВЪТfl ‚ ПВМ¸- ¯ВИ ТЪВФВМЛ. лЪ‡·ЛОЛБ‡ˆЛЛ ‡Б fl‰‡ ТФУТУ·ТЪ‚Ы˛Ъ ‚˚ ‡‚МЛ‚‡МЛВ ФУОfl ТНУ УТЪВИ ФУЪУН‡, Т‚В‰ВМЛВ Н ПЛМЛПЫПЫ ‚ТВı ‚УБПУКМ˚ı МВУ‰МУ У‰МУТЪВИ Л ‚ В‰М˚ı Ф У‰ЫНЪУ‚ ‡ТФ‡‰‡ ТПВТЛ, Ф У‚УˆЛ Ы˛˘Лı ЩОЫНЪЫ‡ˆЛЛ, УЪ НУЪУ ˚ı М‡˜ЛМ‡ВЪТfl МВЫТЪУИ˜Л- ‚УТЪ¸. ЕО‡„УФ ЛflЪМУВ ‰ВИТЪ‚ЛВ УН‡Б˚‚‡ВЪ ТУБ‰‡МЛВ ЛМЪВМТЛ‚МУИ ПВОНУП‡Т¯Ъ‡·МУИ ЪЫ ·ЫОВМЪМУТЪЛ, ТФУТУ·ТЪ‚Ы˛˘ВИ ‡ТТ‡Т˚‚‡МЛ˛ Б‡ УК‰‡˛˘ЛıТfl ‚УБПЫ˘ВМЛИ. з‡‰У ТН‡Б‡Ъ¸, ˜ЪУ ПМУ„УВ Б‰ВТ¸ В¯‡- ВЪТfl М‡ Ы У‚МВ ЛМЪЫЛЪЛ‚МУ„У ˝НТФВ ЛПВМЪ‡О¸МУ„У Л ЛМКВМВ МУ„У ФУЛТН‡ Л Б‡‚ЛТЛЪ УЪ П‡ТЪВ ТЪ‚‡ ТУБ‰‡- ЪВОВИ ЫТЪ‡МУ‚НЛ. еМУ„ЛВ ЛБ Ы‰‡˜М˚ı М‡ıУ‰УН, Ф Л- ПВМВММ˚ı ‚ ЪВı ЛОЛ ЛМ˚ı НУППВ ˜ВТНЛı О‡БВ ‡ı, ТУТЪ‡‚Оfl˛Ъ ЪВıМЛ˜ВТНЛВ ТВН ВЪ˚ ЩЛ П, Л·У ЛМУ„‰‡ Ф ЛıУ‰ЛЪТfl Ы‰Л‚ОflЪ¸Тfl, ФУ˜ВПЫ Ъ‡ ЛОЛ ЛМ‡fl НУМТЪ-ЫНˆЛfl ‚УУ·˘В ‡·УЪ‡ВЪ.

л‡П˚П ‰ВИТЪ‚ВММ˚П ПВЪУ‰УП ЛБ·‡‚ОВМЛfl УЪ МВЫТЪУИ˜Л‚УТЪЛ (‚Ф У˜ВП, Ъ‡НКВ ˜‡ТЪЛ˜МУ„У) fl‚ОflВЪТfl Ф ЛПВМВМЛВ МВТ‡ПУТЪУflЪВО¸МУ„У ‡Б fl‰‡, ‚ НУЪУ-УП ‡Б‰ВОВМ˚ ЩЫМНˆЛЛ ЛУМЛБ‡ˆЛЛ „‡Б‡ Л ‚НО‡‰‡ ˝ОВНЪ Л˜ВТНУИ ПУ˘МУТЪЛ ‰Оfl М‡Н‡˜НЛ О‡БВ ‡. нВП Т‡П˚П ‡Б ˚‚‡ВЪТfl ˆВФУ˜Н‡ Т‚flБВИ (4) ‚ Т‡ПУП УФ‡ТМУП, ФУТОВ‰МВП Б‚ВМВ: ФУ‚˚¯ВМЛВ E/N χÎÓ ‚ÎËflÂÚ Ì‡ ne. з‡Л·УО¸¯ЛИ ˝ЩЩВНЪ ‰УТЪЛ„МЫЪ Ф ЛПВМВМЛВП ФУТЪУ УММВ„У ФЫ˜Н‡ НЛОУ‚УО¸ЪМ˚ı ˝ОВНЪ У- МУ‚ ‰Оfl ЛУМЛБ‡ˆЛЛ „‡Б‡ ‚ У·˙ВПВ ‡Б fl‰МУИ Н‡ПВ ˚. й‰М‡НУ ˝ЪУЪ ПВЪУ‰ У·О‡‰‡ВЪ ТЪУО¸ ТВ ¸ВБМ˚ПЛ ‰ Ы- „ЛПЛ МВ‰УТЪ‡ЪН‡ПЛ (·˚ТЪ У ‡Б Ы¯‡˛ЪТfl ПВП· ‡- М˚, НУЪУ ˚В УЪ‰ВОfl˛Ъ ЫТНУ ЛЪВО¸ ˝ОВНЪ УМУ‚ УЪ‡Б fl‰МУИ Н‡ПВ ˚, ‚УБМЛН‡ВЪ УФ‡ТМУВ ‰Оfl ФВ ТУМ‡- О‡ ВМЪ„ВМУ‚ТНУВ ЛБОЫ˜ВМЛВ Л ‰ .), ˜ЪУ П‡ТТУ‚У„У‡ТФ УТЪ ‡МВМЛfl МВ ФУОЫ˜ЛО.