帶電粒子束的理論與設計

《帶電粒子束的理論與設計》是科學出版社發行處出版的圖書，作者是謝文楷。

基本介紹

• 書名：帶電粒子束的理論與設計
• 作者：謝文楷
• 出版社：科學出版社發行處
• 出版時間：2009-02-01
• 裝幀：平裝
• 開本：小16開

內容簡介

本書系統而深入地闡述了帶電粒子束的產生、成形和傳輸理論，較深入地敘述了電漿中的帶電粒子束的重要物理與技術問題，並給出了帶電粒子束器件和系統的理論設計方法。本書可作為從事電子科學與技術、物理學等學科領域，尤其是物理電子學、電漿物理及加速器物理等相關專業的研究人員和工程技術人員的參考書，也可供以上專業研究生選用。

本書以新的視角闡釋和總結了帶電粒子束的基本理論，包括帶電粒子動力學基礎、帶電粒子光學、空間電荷流線性束理論、帶電粒子束的自洽理論、電漿中的帶電粒子束、強流電子槍、高功率脈衝電子和離子二極體等；較系統地闡述了帶電粒子束的產生、成形和傳輸的基本理論；較深入地敘述了電漿中的帶電粒子束的物理和技術問題；同時給出典型帶電粒子束器件和系統的理論設計方法。本書選材精煉、數據可靠、數學推導簡明，物理闡述翔實，反映了帶電粒子束物理的新進展和學術成果。

本書可作為從事電子科學與技術、物理學等學科領域，尤其是物理電子學、電漿物理及加速器物理等相關專業的科研人員和工程技術人員的參考書，也可供以上專業的研究生使用。

目錄

前言

第1章緒論

1.1研究對象與主要內容

1.2歷史的發展與套用

1.3帶電粒子束源

1.4高功率強流電子束的發射過程

1.5束的發射度和亮度

第2章帶電粒子動力學基礎

2.1洛倫茲力和運動方程

2.2洛倫茲力和運動方程的相對論形式

2.3拉格朗日方程

2.3.1哈密頓原理和拉格朗日方程

2.3.2廣義位和帶電粒子在電磁場中運動的拉格朗日方程

2.4哈密頓正則方程

2.4.1廣義動量與哈密頓正則方程

2.4.2帶電粒子的哈密頓量及某些守恆公式

2.5歐拉軌跡方程

2.5.1最小作用量原理和歐拉方程

2.5.2在軸對稱場中相對論歐拉方程

2.6劉維爾(Liouville)定理

第3章帶電粒子光學

3.1軸對稱電場和磁場的級數表達

3.2旁軸射線方程的推導

3.3旁軸射線方程的解的一般特性

3.4軸對稱場作為透鏡

3.4.1透鏡轉移矩陣的普遍性質

3.4.2像的形成和放大

3.5靜電透鏡

3.6螺線管磁透鏡

3.7透鏡對跡空間橢圓和束包絡的影響

第4章空間電荷流線性束理論

4.1考慮空間電荷的束的理論模型

4.2漂移空間的軸對稱束

4.2.1具有均勻密度分布的層流束

4.2.2漂移空間圓形束的發散

4.2.3具有自身場和有限發射度的束的包絡方程

4.2.4均勻束模型的限制和極限電流

4.3虛陰極形成與極限電流

4.4具有外加場和自身場的軸對稱束

4.4.1具有自身場的旁軸射線方程

4.4.2在均勻聚焦通道中的束傳輸

4.5均勻磁場聚焦

4.5.1軸對稱電子束布里淵聚焦

4.5.2禁止式聚焦電子束的外徑波動

4.5.3軸對稱電子束非理想布里淵場過渡區中的聚焦

4.5.4軸對稱電子束部分禁止式聚焦

4.6周期磁場聚焦

4.6.1禁止式軸對稱電子束周期磁場聚焦

4.6.2部分禁止式軸對稱電子束周期磁場聚焦

4.6.3周期磁場聚焦電子束的大脈動數值計算

4.6.4周期磁場聚焦電子束的穩定性

第5章帶電粒子束的自洽理論

5.1引言

5.2在無限強磁場中的圓柱束

5.3非相對論層流束平衡

5.4相對論層流束平衡

5.5在均勻磁場中失配層流束的分析

5.6具有動量離散的束的伏拉索夫模型

5.7卡普欽斯基-弗拉基米爾斯基分布

5.8麥克斯韋-玻爾茲曼分布

5.8.1粒子和德拜鞘層之間的庫侖碰撞

5.8.2福克-普朗克方程

5.8.3相對論粒子束的麥克斯韋-玻爾茲曼分布

第6章電漿中的帶電粒子束

6.1引言

6.2電漿介電張量

6.3磁化電漿中的電磁波

6.4考慮電荷中和的軸對稱束

6.5電荷中和束的自聚焦

6.6電子和離子束在幾種氣體中的電離截面

6.7脈衝束電荷中和

6.7.1電荷中和的線性束模型

6.7.2強相對論電子束的電荷中和效應

6.8電漿透鏡

6.9電漿對電子束的聚焦特性

6.9.1均勻條件下電子束在電漿中的傳輸

6.9.2非均勻條件下磁自聚焦電子束的傳輸

6.10離子通道的暫態特性

6.11電漿陰極電子槍

6.11.1電子槍設計

6.11.2電子槍實驗

6.12虛陰極振盪器

6.12.1波導和諧振腔中空間電荷極限電流

6.12.2虛陰極時間相關行為的單荷電層分析

6.12.3虛陰極高功率微波發生器的粒子模擬

6.13電子束-電漿電磁波互作用

6.13.1電漿通道中電子束的空間電荷波

6.13.2電漿載入波紋波導束一波互作用的線性理論

6.13.3電漿載入波紋波導束波互作用的非線性分析

第7章強流電子槍

7.1前言

7.2二極體中空間電荷流的流體力學模型

7.3平行直線電子注的成形

7.4錐形電子注的成形

7.5低導流係數電子槍參量計算

7.6電子熱初速

7.6.1橫向熱初速引起電子軌跡的偏離

7.6.2橫向熱初速引起注截面上電流密度分布的不均勻

7.6.3考慮熱初速效應的低導槍設計曲線

7.7高導強流電子槍設計

7.7.1聚束極形狀的修正和等效陽極曲率半徑

7.7.2高導電子槍(米勒槍)設計曲線

7.8平面曲線電子注的成形

7.9空間曲線電子注的成形

7.10正交場中的空間電荷層流

第8章高功率脈衝電子和離子二極體

8.1引言

8.2相對論查爾德-朗繆爾定律

8.3電子在正交電磁場中的運動

8.4箍縮電子束二極體

8.5強外加磁場的電子束二極體

8.6高功率傳輸線的磁隔離

8.7電漿尾融

8.8反射三極體

8.9低阻抗反射三極體

8.10磁隔離離子二極體

參考文獻

A.主要參考著作

B.主要參考期刊

C.作者發表的與本書內容有關的部分論文