کتاب مهندسی پلاسما

معرفی کتاب مهندسی پلاسما

کتاب مهندسی پلاسما (ویراست دوم) نوشته مایکل کایدر و آیزاک آی. بیلیس، از به‌روزترین منابع آموزشی حوزه‌ی مهندسی پلاسما به حساب می‌آید که بابک شکری آن را ترجمه و مرکز چاپ و انتشارات دانشگاه شهید بهشتی منتشر کرده است. این کتاب راهنما اصول، روش‌ها و کاربردهای پلاسما در زمینه‌هایی همچون پیش‌رانش فضایی، فناوری نانو و پزشکی را بررسی می‌کند و آخرین یافته‌های آن را به پژوهشگران رشته‌های فیزیک، مهندسی برق و هوافضا توضیح می‌دهد. نسخه الکترونیکی این اثر را می‌توانید از طاقچه خرید و دانلود کنید.

درباره کتاب مهندسی پلاسما

کتاب مهندسی پلاسما به عنوان منبع آموزشی و پژوهشی، کوشیده تصویری جامع از دانش و فناوری پلاسما ارائه کند. با توجه به پیشرفت‌های چند دهه‌ی اخیر در تولید و کاربرد پلاسما، این کتاب در ویراست اخیر خود، یعنی ویراست دوم، مباحثی مانند تولید پلاسما در تخلیه‌های الکتریکی، کاربردهای نوین در فناوری نانو و زیست‌پزشکی، و پیش‌رانش فضایی را نیز به سرفصل‌هایش افزوده است. نویسندگان تلاش کرده‌اند تا مفاهیم نظری و تجربی را به‌صورت یکپارچه و با تکیه بر پژوهش‌های خود و دیگران تشریح کنند. ساختار کتاب نیز به گونه‌ای است که هر فصل به‌طور مستقل قابل مطالعه است و طیف وسیعی از موضوعات، از اصول پایه تا کاربردهای پیشرفته، را دربرمی‌گیرد. کتاب مهندسی پلاسما علاوه بر ارائه‌ی مبانی نظری، به معرفی ابزارهای تشخیصی، مدل‌سازی عددی و روش‌های شبیه‌سازی نیز می‌پردازد و در بخش‌هایی به کاربردهای این ماده در فناوری نانو و پزشکی هم اشاره می‌کند. این کتاب برای دانشجویان، پژوهشگران و مهندسانی است که به دنبال درکی عمیق‌تر از فیزیک و مهندسی پلاسما هستند.

خلاصه کتاب مهندسی پلاسما

کتاب مهندسی پلاسما با معرفی مفاهیم اولیه‌ی پلاسما آغاز می‌شود و به بررسی ویژگی‌های گازهای یونیده، فرایند یونش، شبه‌خنثایی و نقش برهم‌کنش‌های کولنی در رفتار پلاسما می‌پردازد. سپس انواع پلاسماهای طبیعی و آزمایشگاهی، از جمله پلاسماهای همجوشی گرماهسته‌ای، قوس‌های خلا و پلاسماهای سرد را معرفی می‌کند. در ادامه، پدیده‌های برخوردی، سطح مقطع تبادل بار، یونش و بازترکیب، و تعادل پلاسما را به‌تفصیل شرح می‌دهد. بخش مهمی از این کتاب به امواج و ناپایداری‌های پلاسما اختصاص دارد و در قالب آن امواج الکترومغناطیسی، امواج صوتی یونی، نوسانات لانگمویر و تأثیر میدان مغناطیسی بر رفتار موجی پلاسما بررسی می‌شوند. همچنین، ناپایداری‌های مختلف همچون ناپایداری دوجریانی و جنبشی و سازوکارهای میرایی لانداو توضیح داده می‌شوند. فصل‌های بعدی این کتاب به برهم‌کنش پلاسما با دیواره، تشکیل غلاف الکترواستاتیک، شرایط مرزی و مدل‌سازی عددی این نواحی می‌پردازند و پدیده‌های سطحی مانند گسیل الکترون (گرمایونی، میدانی و ثانویه) و تبخیر مواد مورد بحث قرار می‌گیرند. در بخش‌های پایانی نیز کاربردهای مهندسی پلاسما در پیش‌رانش فضایی، فناوری نانو (سنتز نانومواد، لوله‌های نانوکربنی، گرافن) و پزشکی پلاسما (درمان سرطان، برهم‌کنش با سلول‌ها) مطرح شده است. کتاب با ارائه‌ی مثال‌های عددی، مدل‌سازی‌های تحلیلی و شبیه‌سازی‌های عددی، تلاش کرده تا پیوندی میان نظریه و کاربرد برقرار سازد.

چرا باید کتاب مهندسی پلاسما را بخوانیم؟

این کتاب با پوشش همزمان مباحث پایه و پیشرفته‌ی مهندسی پلاسما، امکان آشنایی با مفاهیم کلیدی، روش‌های تجربی و مدل‌سازی‌های عددی را فراهم می‌کند. خواننده با مطالعه‌ی این منبع می‌تواند درک دقیقی از رفتار پلاسما در شرایط مختلف، کاربردهای آن در فناوری‌های نوین و چالش‌های پژوهشی این حوزه به‌دست آورد. مثال‌ها و مطالعات موردی ارائه‌شده در کتاب هم ارتباط میان نظریه و عمل را روشن‌تر ساخته و مسیر پژوهش و توسعه در حوزه‌های مرتبط با پلاسما را هموار کرده است.

خواندن کتاب مهندسی پلاسما را به چه کسانی پیشنهاد می‌کنیم؟

کتاب مهندسی پلاسما در درجه‌ی اول به دانشجویان و پژوهشگران رشته‌های فیزیک، مهندسی برق، مهندسی هوافضا و علاقه‌مندان به فناوری نانو و پزشکی پلاسما توصیه می‌شود. در کنار این دسته، عموم کسانی که به دنبال منبعی برای درک عمیق‌تر پدیده‌های پلاسما و کاربردهای آن در صنعت و پژوهش هستند، نیز می‌توانند از این کتاب بهره ببرند.

بخشی از کتاب مهندسی پلاسما

«وقتی گازی خنثی یونیزه می‌شود، مانند محیطی رسانا رفتار می‌کند. فرایند یونش پدیده‌ای است که با جدا شدن الکترون‌ها از اتم‌ها همراه است و در نتیجه جفت فرات باردار منفی و مثبت ایجاد می‌شود. خواص الکتریکی چنین گاز یونیده‌ای به چگالی ذرات باردار بستگی دارد. یکی از مهم‌ترین تمایزها میان گاز یونیده و محیط خنثی این است که برهم‌ کنش کولنی بین ذرات باردار دینامیک گاز را تعیین می‌کند. گاز یونیده قادر به رسانش جریان است. این ویژگی به خصوص در حضور میدان مغناطیسی اهمیت ویژه‌ای دارد. زمانی که برهم‌کنش جریان و میدان مغناطیسی به نیروی الکترومغناطیسی منجر می‌شود و در نتیجه دینامیک شارش آن را تغییر می‌دهد. گازهای یونیده به دو صورت ضعیف و قوی هستند. گاز یونیدهٔ ضعیف با کسر نسبتاً کوچکی از ذرات باردار مشخص می‌شود و رفتار آن را می‌توان تا حد زیادی با قوانین گاز خنثی توصیف کرد. درحالی که برای توصیف هداسب محیط‌های یونیدهٔ قوی الکتروه تام که لازم است حالت فیزیکی گاز یونیده را که در آن چگالی ذرات باردار مثبت و منفی تقریباً برابرند، حالت شبه‌خنثی می‌نامیم. پلاسما گاز یونیده‌ای است که شرط شبه‌خنثایی را برآورده می‌کند.»