Физика. Астрономия

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре физики твердого тела и наноструктур физического факультета Воронежского государственного университета.

Интеграционная механика представляет новое направление в интеграции знания как единства математики, физики, механики, прикладной философии с основной целью получения компактного, доступного и качественного образования и умения решать взаимосвязанные нелинейные задачи. Практикум и лабораторный комплекс рассматривают задачи классической механики. Компьютерный комплекс посвящён реализации реальных взаимосвязанных нелинейных задач техники на основе единой физики механики (колебания, устойчивость, прочность, удар). Необходимый теоретический материал включён в практикум и лабораторный цикл.

Книга посвящена применению философии в образовании, науке, технике. Компактность образования основана на применении специальных информационных операторов, единых для любых областей знания. Внутренняя структура этих операторов представлена единством математики, физики и прикладной философии для единого образовательного курса, направленного на инженерную деятельность. Рассмотрены методы поиска новых задач в науке, образовании, технике. В методах творчества сочетаются приемы технического творчества, системные операторы, включающие элементы математики, физики и прикладной философии, а также непосредственный комплекс прикладной философии объекта для преодоления противоречий. Рассмотрены математические парадоксы, физические парадоксы, парадоксы прикладной философии в механике. Кратко изложены результаты решения нового класса задач математики и физики — взаимосвязанных нелинейных задач механики. На основе бифуркационной логики анализируются основания классической математики. Единая физика механики рассматривается как единство взаимосвязанных нелинейных задач колебаний, устойчивости, прочности и удара (на основе винтового деформированного движения). Единая физика механики предложена в качестве гена природы, рассматривающая в единстве гипотезы: Большого взрыва, теории света, квантовой механики, элементов полевой структуры эфира. Качественная модель единой физики природы основана на обосновании только известных экспериментальных явлений. Данная книга заканчивает основной цикл работ автора по интеграционной механике, которая показала, что природа описывается не простейшими математическими зависимостями, а сложными нелинейными взаимосвязанными задачами, лежащими в искусственно созданной области нерешаемых задач.

Проведено численное исследование движения и теплообмена полимера в пластицирующем экструдере. Рассмотрены все рабочие зоны экструдера: зона загрузки, зона задержки плавления, зона плавления и зона дозирования. Изучено влияние реологических и теплофизических свойств полимера, геометрии экструдера и технологических параметров на процессы плавления и теплообмена и рабочие характеристики экструдера. Приведены пути интенсификации процессов плавления полимеров.

Книга является одним из первых полных и систематических руководств по интенсивно развивающейся области науки, связанной с классическими и квантовыми динамическими системами, а также квантовым хаосом. Изложение начинается с обсуждения нелинейного резонанса, интегрируемости, теоремы Нетер, КАМ-теории и определения хаотического поведения. Затем подробно рассматриваются отображения, сохраняющие площадь, особое внимание при этом уделяется самоподобию, интегрируемым и неинтегрируемым квантовым системам, спектральным свойствам, интегралам по траектории и системам с периодической вынуждающей силой. В заключительной части показано, как эти идеи могут применяться к стохастическим системам. Для лучшего понимания текста в приложениях приводятся все необходимые математические сведения. Монография содержит многочисленные ссылки на современные научные публикации; в конце каждой главы представлены задачи, которые помогут лучше усвоить изложенные основные концепции и методы.

Прикладная интеграционная механика представляет новое направление в интеграции знания как единство математики, физики и прикладной философии для единого инженерного курса, включающего теоретическую механику, краткий курс сопротивления материалов, новый подход в механике машин, элементы механики сплошных сред, основанный на единой физике (колебания, прочность, устойчивость, удар). Главное внимание в курсе лекций уделено методам творчества как в области статики, кинематики, динамики (теоретическая механика), так и в механике машин. Подробно анализируются парадоксы механики, показаны их истоки и методы их преодоления. Впервые в курс лекций включены взаимосвязанные нелинейные задачи механики и их реализация в проектировании механизмов. Компактному изложению курса способствуют специальные операторы, позволяющие показать приёмы творчества для любых дисциплин и их эффективность к творчеству в механике. Данный курс можно применять как компактные курсы отдельно по теоретической механике, сопротивлению материалов, основам взаимосвязанных нелинейных задач механики.

Предпринята попытка создания метагидродинамики как фундаментальной науки. Рассмотрены законы эволюции науки, аксиоматика, проблематика, свершившиеся и несвершившиеся научные революции. Выделены три парадигмы в гидродинамике, в качестве которых выбраны основные математические модели: Эйлера, Навье – Стокса, Рейнольдса. Проанализированы принципы построения физических и математических моделей, теория и классификация вихрей, основные понятия вычислительной гидродинамики, прогностика и диагностика. Обсуждается назначение эксперимента и проблематика, систематизированы опыты в ванной. Систематизированы многочисленные задачи асимптотологии. В приложении приведена элементарная теория возмущений.

В книге рассматриваются основы реологии волокнообразующих полимеров и приводятся постановки и решения задач механики жидкости. Большое внимание уделено различным видам граничных условий жидкости у твёрдых границ. Приводятся решения задач о течении суспензий полимеров в различных загрузочных устройствах, течении полимеров в круглых трубах и каналах. Значительная часть книги посвящена течению реагирующих и полимеризующихся жидкостей (масс) в трубчатом реакторе вытеснения.

В книге собраны основные математические и естественно-научные работы периода 1905-1912 г. Одно из важных мест занимают его доклады на математических конгрессах и геттинские лекции. Большинство работ ранее на русский язык не переводились.

В книге изложен инженерный компакт теорий ударного нагружения механизмов, приведена классификация признаков ударного нагружения механической системы. Предложен специальный компакт интеграционной механики для задач удара. Рассмотрены различные теории удара (классические, линеаризованные, синтезированные). Динамика пружинных механизмов рассмотрена на единстве колебаний, устойчивости, прочности и удара. Это позволило разработать синтезированную теорию удара пружинных механизмов как синтез различных теорий удара, что позволило сокращать габариты и повышать долговечность пружинных механизмов за счет управления эффектом инерционного соударения витков. Подробно рассмотрены экспериментальные эффекты при ударном нагружении. Даны рекомендации по проектированию и изготовлению пружин и пружинных механизмов.

Излагается гидродинамическая теория фильтрации жидкостей и газов в однородных и неоднородных, изотропных и анизотропных пористых и трещиноватых средах. Рассмотрены задачи стационарной и нестационарной фильтрации и основы расчета интерференции скважин. Изложены основные положения теории упругого режима, постановки задач и их аналитические и приближенные решения. Описаны гидродинамические методы повышения нефтеотдачи. Рассмотрены вопросы теории двухфазной фильтрации, подземного хранения газа, основы математического моделирования гидродинамических процессов разработки месторождений углеводородов. Рассмотрены задачи фильтрации вязкопластичных жидкостей.

«Путеводитель Прандтля по гидроаэродинамике», впервые появившийся в 1942 году, выдержал за рубежом 10 изданий. До настоящего времени он не утратил своей актуальности, широко цитируется в научной литературе, однако был практически недоступен отечественному читателю. Предлагаемое издание - это перевод последнего, 10-го издания фундаментального труда Людвига Прандтля (2001), которое было значительно переработано и дополнено его учениками с учетом новейших разработок в этой области. Оно ставит своей целью провести читателя основательно проложенным путем по всем областям гидроаэродинамики.

Излагаются методики определения оптимальных планов измерений, используемых при решении прикладных измерительных задач двух типов: задач, связанных с экспериментальной оценкой постоянных и переменных величин, и задач по экспериментальной оценке соответствия объекта измерения требованиям нормативного документа.

Даны рекомендации по выбору матричных методов расчета частот и форм свободных колебаний консервативных и неконсервативных динамических моделей силовых передач колесных машин с конечным числом степеней свободы в зависимости от типа матриц и их размерности, объема решаемой задачи (расчета всех или части частот и, возможно, форм свободных колебаний) и т. д. Показано, что решение задачи нахождения частот и форм свободных колебаний математически эквивалентно решению задачи на собственные значения. Рассмотрены особенности расчета собственных значений и собственных векторов. Приведены сведения о программных средствах для решения спектральных задач. Включены примеры расчета частот и форм свободных колебаний динамических систем в среде MathCAD.

Предлагаемое издание относится к геодезическому приложению гравиметрии. Кратко представлена история изучения фигуры Земли и ее гравитационного поля, изложены элементы теории ньютоновского потенциала, характеристики поля силы тяжести и методы его изучения, описаны конструкции современных гравиметрических приборов, гравиметрические съемки, изменения силы тяжести во времени.

В пособии в доступной форме изложен информационный материал физики по разделам «Механика», «Молекулярная физика и термодинамика» с большим количеством примеров решения задач и тестовых заданий; рассмотрен необходимый математический аппарат.

Пособие содержит теоретическую часть, тестовые задания и задачи по разделам курса общей физики «Атомная и ядерная физика. Элементы квантовой механики». Предназначено для практических занятий по физике, индивидуальной и самостоятельной работы студентов элитного технического образования, бакалавров и магистров технических специальностей всех форм обучения.

Учебное пособие содержит теоретическую часть, тестовые задания и задачи по разделам курса общей физики «Колебания. Волновая оптика». Предназначено для практических занятий по физике и самостоятельной работы студентов, получающих элитное техническое образование, а также бакалавров и магистров технических специальностей всех видов обучения.

Учебное пособие содержит теоретическую часть, тестовые задания и задачи по разделам курса общей физики «Механика», «Молекулярная физика. Термодинамика». Предназначено для практических занятий по физике, индивидуальной и самостоятельной работы студентов элитного технического образования, бакалавров и магистров технических специальностей всех видов обучения. Информационный материал учебного пособия соответствует рабочей программе ГОС технических университетов.

В пособии изложен обзор основных видов тонкопленочных покрытий, наносимых с использованием низкотемпературной плазмы в вакууме. Рассмотрена роль тонкопленочных покрытий в технологических процессах и важность задачи разработки новых покрытий с улучшенными характеристиками. Сформулировано значение и описаны способы предварительной очистки поверхности перед нанесением на нее тонких пленок. Рассмотрены физические, механические и химические свойства покрытий, различающихся по химическому составу и областям применения, а также основные методы измерения и контроля параметров покрытий.

В пособии кратко изложены разделы курса общей физики, касающиеся электрических и магнитных явлений; даны разъяснения основных законов, явлений и понятий электродинамики; рассмотрены примеры решения задач по соответствующим разделам курса; предложены задачи для самостоятельного решения по каждому разделу курса.

В пособии дано краткое изложение основных законов, явлений и понятий физической механики, молекулярной физики, термодинамики; рассмотрены примеры решения задач по соответствующим разделам; предложены задачи для самостоятельного решения по каждому разделу.

Приведены общие сведения по основам геодезии, даны основные понятия и определения, описана технология создания топографических планов и карт. Рассмотрены средства и методы измерения углов, расстояний и превышений. Описаны методы создания плановых и высотных сетей. Подробно рассмотрены основные виды инженерно-геодезических работ в гражданском и промышленном строительстве. Значительное внимание уделено специальным видам геодезических работ в строительстве, новым приборам и технологиям. Рассмотрена методика наблюдений за осадками и горизонтальными смещениями зданий.

Методические указания содержат краткие теоретические положения по дисциплине «Сопротивление материалов». Рассмотрены примеры решения типовых задач и даны рекомендации для выполнения расчётно-графической работы №2.

Методические указания содержат краткие теоретические положения по изучаемому разделу и примеры решения типовых задач.

Пособие «Плазменная нанотехнология. Часть 1» предназначено для студентов старших курсов и преподавателей негуманитарных факультетов РУДН, интересующихся тенденциями современной научно-технологической революции. Это пособие послужит необходимым ориентиром студентам-физикам шестых курсов, слушающих и сдающих экзамен по новому спецкурсу «Плазменная нанотехнология» в рамках магистерской программы «Прикладная физика и физическая информатика». Подготовлено на кафедре экспериментальной физики факультета физико-математических и естественных наук РУДН.

Из теоретического решения задачи тяготения, полученного авторами настоящей работы и основанного на законах классической физики, вытекает: для преобразования тепловой, электромагнитной энергии в магнитные круговые вибрации с целью локального изменения гравитационного потенциала Земли необходимо выполнение нижеследующих условий: Рабочее тело преобразователя должно состоять из «свободных» противоположно-заряженных частиц. Оптимально – из ионизированных паров ртути. Рабочее тело преобразователя должно работать в скрещенных электрическом и магнитном полях E и B, связанных между собой законом Фарадея: E = B∙υ, где υ – средняя скорость радиально-кругового движения частиц рабочего тела по спиралям.

Применен системный анализ физико-механических свойств твердых сплавов на основе системы карбид вольфрама – кобальт. Представлены расчеты влияния состава и структуры на динамические упругие постоянные твердых сплавов. Выполнено сравнение теории с экспериментом. Обоснован экспериментальный метод контроля качества твердых сплавов.

Учебное пособие охватывает все основные разделы курса «Гидравлика» и содержит теоретические сведения, примеры решения задач, набор задач, методические рекомендации по их решению. В приложениях обобщен справочный материал, необходимый для выполнения расчетной части задач.

Методическое руководство к лабораторным работам по механике и термодинамике для студентов I курса всех факультетов и форм обучения

Работа подготовлена в учебно-научной лаборатории электротехни-ческого материаловедения для студентов I курса направления 140200 «Электроэнергетика и электротехника». Учебное пособие может быть использовано для изучения курса «Введение в направление», а также при подготовке к изучению теоретических основ электротехники. По-собие может быть также полезно студентам других специальностей, изучающим общую электротехнику.

Монография посвящена решению актуальных проблем создания аппара¬турно-технологических и аппаратурно-физических комплексов применительно к задачам электронного приборостроения, оптимизации аппаратурного обеспе¬чения плазменных технологических процессов в современном вакуумном при-боростроении. Возбуждение химически активных сред рассматривается с учетом энерго- и массообмена (неравновесная плазма). Предложены методы использования высокочастотных полей с особыми частотно-спектральными свойствами для создания однородных и пространственно развитых плазменных объемов. Большое внимание уделено созданию современных высокоэффективных генераторов низкотемпературной плазмы - плазмотронов: Е-типа и Н-типа, гибридных генераторов, а также многоканальных пространственно распреде-ленных генераторов, позволяющих реализовать различные технологические операции. Особое внимание уделяется природоохранным аспектам использования техногенных устройств, какими являются высокочастотные и сверхвысо-кочастотные плазмотроны.