ФИЗИКА

Книга представляет собой учебное пособие по дисциплине «Физические основы нанотехнологий, фотоники и оптоинформатики», рассматривающий основные явления, принципы и экспериментальные достижения нанофотоники. В книге на высоком физико-математическом уровне описываются вопросы распространения и взаимодействия света в пространственно-ограниченных наноструктурах, рассматриваются свойства различных наноструктурированных материалов, а также вопросы их практического использования. Учебное пособие рассчитано на магистрантов первого года обучения направления 12.04.03 «Фотоника и оптоинформатика» и разработано в соответствии с федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования по направлению подготовки 12.04.03 Фотоника и оптоинформатика (уровень магистратуры) от 30.11.2014.

Сборник задач рассчитан на магистрантов первого года обучения направления 12.04.03 «Фотоника и оптоинформатика» и разработан в соответствии с федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования по направлению подготовки 12.04.03 Фотоника и оптоинформатика (уровень магистратуры) от 30.11.2014.

В книге рассматриваются основные атмосферные явления: динамика атмосферы, формирование погоды и климата, проблема озона, оптические явления, явления атмосферного электричества, в том числе проблемы грозового электричества. Для студентов и преподавателей естественно-научных факультетов высших учебных заведений.

В монографии рассмотрены процессы, сопровождающие вылет электронов из заряженных поверхностей поляризованных электретов, сегнето-электриков. В первых главах рассмотрено устройство рентгеноэлектронного спектрометра, принципы функционирования энергоанализатора электронов, разработана методика получения спектров медленных электронов с нейтральных и заряженных поверхностей материалов. В процессе дальнейшего исследования разработанная методика применена для получения электронных спектров (спектров аномальной электронной эмиссии (АЭЭ)) с отрицательных поверхностей сегнетоэлектрических материалов (монокристаллов и керамик), обладающих электретными свойствами, и электретов. Изложена теория спектров АЭЭ, рассчитано распределение потенциала по заряженной поверхности поляризованных материалов. Рассмотрены прикладные аспекты применения спектров АЭЭ.

В учебнике изложены базовые физико-химических принципы создания активных материалов в виде монокристаллов, поликристаллических образцов, керамики, тонких пленок и других видов нанокристаллических материалов.

В книге рассмотрены современные физико-технологические основы создания электронных устройств с высокоплотной записью информации.

В сборнике представлены труды Третьего Международного междисциплинарного молодежного симпозиума «Физика бессвинцовых пьезоактивных и родственных материалов (Анализ современного состояния и перспективы развития)», посвященного проблемам разработки, создания, исследования и перспективам практического применения бессвинцовых пьезоактивных и родственных материалов, проходившего в г. Туапсе 2-6 сентября 2014 г.

В сборнике представлены труды Третьего Международного междисциплинарного молодежного симпозиума «Физика бессвинцовых пьезоактивных и родственных материалов (Анализ современного состояния и перспективы развития)», посвященного проблемам разработки, создания, исследования и перспективам практического применения бессвинцовых пьезоактивных и родственных материалов, проходившего в г. Туапсе 2-6 сентября 2014 г.

Учебное пособие разработано для студентов младших курсов бакалавриата направления подготовки «Педагогическое образование» по профилю «Физика и математика» с целью обеспечения дисциплины по выбору «Физика атмосферы» с учетом текущего уровня подготовки обучающихся. При изложении материала акцент сделан на физической интерпретации атмосферных процессов. Пособие может быть использовано учителями физики и других предметов естественнонаучного цикла для работы со старшеклассниками в рамках проведения факультативных, элективных курсов, организации исследовательской работы школьников в области наук о Земле.

Рассматриваются современные представления о поляризации, электропроводности, диэлектрических потерях, электрической прочности и фазовых переходах в диэлектриках, а также о новых физических явлениях в этих веществах. Особое внимание уделяется свойствам активных диэлектриков – сегнетоэлектриков, пироэлектриков, пьезоэлектриков, электретов и СВЧ диэлектриков. Представлены сведения о влиянии структуры на свойства активных диэлектриков, а также примеры современных и перспективных применений данных материалов. Некоторые из рассмотренных вопросов ранее в учебной и монографической литературе не освещались. Пособие составлено на основе многолетнего опыта авторов по чтению лекций по рассмотренным в книге вопросам, а также с использованием многочисленных публикаций авторов в области пьезоэлектриков, пироэлектриков и сегнетоэлектриков.

Словарь содержит более тысячи четырехсот терминов. Преобладающее большинство из них встречаются в различных разделах курса физики средней и высшей школы: в механике, молекулярной физике и термодинамике, электричестве и магнетизме, геометрической, волновой и квантовой оптике, атомной и ядерной физике, физике элементарных частиц. В словарь включены толкования нескольких десятков терминов из психологии, логики, лингвистики, знание которых необходимо учащимся для понимания изучаемого в курсе физики материала. Для физических явлений, моделей, физических величин и единиц физических величин, имеющих собственное наименование, приведены полные определения, построенные по единым схемам. Словарь составлен по алфавитному принципу, снабжен иллюстрациями.

Изложены основы механики, молекулярной физики и термодинамики, необходимые для выполнения контрольных работ, приведены примеры решения задач, варианты контрольных заданий, а также необходимый справочный материал.

Пособие составлено в соответствии с требованиями образовательных стандартов, состоит из введения, описания лабораторных работ, списка рекомендованной литературы. Каждая лабораторная работа содержит современный теоретический материал по разделам физики конденсированного состояния, органично дополняющий курс лекций и углубляющий понимание практических вопросов

Третья часть пособия «Физическая лаборатория школьника» представляет собой сборник экспериментальных задач, которые могут быть решены студентами и школьниками в рамках дополнительного образования. В пособии приведены задания, охватывающие такие разделы как «Механика», «Электричество и магнетизм», «Молекулярная физика и термодинамика», «Колебания и волны», «Оптика». Также даны общие рекомендации по представлению результатов экспериментов.

Пособие разработано в соответствии с ФГОС ВПО и включает учебно-методические материалы для выполнения лабораторных работ по физике, включая вопросы для самостоятельной контролируемой работы. Предназначено для студентов 1–2 курса, обучающихся по направлениям подготовки: 240700.62 (190301) – Биотехнология, 020400.62 (060301) – Биология», 020100.62 (040301) – Химия», 050302 – География

Приведены данные о химически стабильных кластерах углерода, получивших названия фуллеренов и нанотрубок, а также основные сведения о структуре и физико-химических свойствах этих наноматериалов, которые обуславливают широкие перспективы их применения, в том числе и в атомной отрасли. Рассмотрены основные теоретические модели и методы, использующиеся при моделировании кинетики образования ультрадисперсных (нано-) материалов и теоретическом описании их основных свойств. Приведены основные характеристики программы "HyperChem", разработанной для численного расчета физико-химических свойств кластерных систем с иллюстрацией содержательных примеров применения этой программы для расчетов энергетических характеристик кластеров углерода и азота и колебательных спектров различных двухатомных молекул.

Сборник научных трудов ведущих специалистов ВНИИЭФ содержит оригинальные и экспериментальные работы по различным областям прикладной физики - динамике разрушений, кинетике процессов роста, теории турбулентности, физике плазмы. Все работы объединяет общий подход на идеях фрактальной геометрии, описывающей объекты с размерность дробного порядка.

Монография посвящена теоретическому рассмотрению физических эффектов, наиболее существенных для альтернативного подхода к решению проблемы управляемого термоядерного синтеза (УТС): подхода МАГО-MTF. Книга содержит описание самого подхода, его отличия от основных систем УТС с магнитным и инерционным удержанием. Рассмотрены общие физические методы расчетов процессов в этом подходе, включая явления переноса и излучение плазмы, теория поперечных бесстолкновительных ударных волн, теория поверхностных разрядов, важная в этом направлении исследований. Рассмотрены также различные течения и магнитогидродинамические неустойчивости плазмы, возникающие в рамках этого подхода. В силу общефизического смысла рассматриваемых явлений представленные результаты могут быть применены к широкому кругу явлений в физике плазмы и гидродинамике.

В книге изложены физические основы теории информации, метрологии, теории и техники измерений, построения информационных систем. Особое внимание уделено вопросам получения информации о кинематических и термодинамических параметрах быстропротекающих процессов.

Эта книга о жизни и деятельности физика-экспериментатора, ученого, лауреата Государственной премии СССР, кандидата физико-математических наук, изобретателя и рационализатора РСФСР, ветерана атомной энергетики и промышленности, почетного ветерана ВНИИЭФ и ветерана Великой Отечественной войны А.П. Толочко, с 1956 по 2001 гг. работавшего во ВНИИЭФ. О нем вспоминают его учителя, коллеги, ученики, с которыми он бок о бок трудился много лет. В книге также приводятся лаконичные высказывания и личные записи Андрея Порфирьевича в стихах и прозе - о жизни, коллегах, соратниках, фронтовом братстве. Книга иллюстрирована фотографиями из архива семьи Толочко.

Цели преподавания дисциплины «Интегральная оптика»: 1. Формирование у студентов физических и теоретических основ для понимания принципов работы базовых элементов интегральных оптических схем; 2. Формирование базовой подготовки студентов по интегральной оптике для решения производственных и исследовательских задач; 3. Овладение основами расчётов характеристик базовых элементов интегральных оптических схем, получение общих знаний по их применению. Задачи изучения дисциплины «Интегральная оптика»: 1. Приобретение студентами знаний о физических принципах работы интегральных оптических устройств различного назначения, созданных на базе планарных и полосковых оптических волноводов; 2. Приобретение студентами практических навыков вычисления характеристик базовых элементов интегральных оптических схем с использованием ПЭВМ.

Журнал Фотоника – это глубокое и подробное освещение вопросов, связанных с фотонными и оптическими технологиями, оптическими материалами и элементами, используемыми в оптических и оптико-электронных системах и комплексах, в научных исследованиях и в индустриальном оборудовании. Цель журнала ФОТОНИКА – обеспечить связь между учеными, производителями и пользователями техники и технологий различных дисциплин, которые разделяют общий интерес к оптическим и фотонным системам и технологиям, а также способствовать развитию у молодых ученых научного мышления.

В краткой форме представлены последние достижения ученых в данной области механики деформируемого твердого тела

Разработана математическая модель термоупругого неоднородного предварительно напряженного полупространства, представляющего собой пакет однородных или функционально-градиентных слоев, жестко сцепленных с однородным основанием. Каждая составляющая неоднородной среды подвергается воздействию начальных механических напряжений и температуры. В рамках теории наложения малых деформаций на конечные реализована последовательная линеаризация определяющих соотношений нелинейной механики термоупругой среды с учетом ее неоднородности. Построены интегральные формулы, позволяющие исследовать динамические процессы в неоднородных предварительно напряженных термоупругих средах

Тематика публикуемых материалов: высокотемпературная физика плазмы, связанная с проблемами контролируемого синтеза ядер, основанного на магнитной и инерциальной локализации, физика космической плазмы, в том числе магнитосферной плазмы, солнечной и звездной плазмы, физика плазмы газовых разрядов и плазмы, генерируемой лазерными лучами и пучками частиц. Публикуются тематические обзоры и труды конференций.

Рассмотрены базовые положения современного представления о строении и отдельных свойствах микрообъектов от молекул до наноструктур. Изложены основы специально разработанной для описания и теоретического исследования микромира квантовой механики. Специальный раздел посвящен вопросу о физической природе химических связей. В связи с широким применением в строительстве лазеров рассмотрен принцип их действия. Заключительная часть пособия особенно важна для понимания свойств нанообъектов и посвящена вопросам, связанным с физическими процессами на границе микро- и макромиров. Особое внимание уделено проявлению соотношений числа пограничных и внутренних атомов общей структуры.

В учебном пособии помимо традиционно сложившихся разделов физики твердого тела отражены некоторые современные направления науки, такие как физика фотонных кристаллов, наномасштабная физика, фрактальные представления о структуре кристаллических тел. Теоретический материал каждой главы книги дополнен задачами с решениями.

Пособие составлено преподавателями физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова по материалам вступительных испытаний по физике в МГУ, а также заданий единого государственного экзамена по физике. По каждому разделу курса физики дано достаточно полное изложение теории в объеме, необходимом для решения задач, приводятся примеры решения ключевых задач, даны задания для самостоятельной работы. Кроме того, в пособии помещены подробные решения всех задач, оформленные в соответствии с требованиями ЕГЭ и снабженные комментариями.

Пособие составлено преподавателями физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова по материалам вступительных испытаний по физике в МГУ, а также заданий единого государственного экзамена по физике. По каждому разделу курса физики дано достаточно полное изложение теории в объеме, необходимом для решения задач, приводятся примеры решения ключевых задач и задания для самостоятельной работы.

Книга посвящена описанию основных физических принципов, структур и методов моделирования, а также тенденций развития современной и перспективной кремниевой наноэлектроники с технологическими нормами менее 100 нм. Может быть использована в учебном процессе при подготовке учебных курсов «Физические основы наноэлектроники», «Наноэлектронные технологии», «Физика микроэлектронных структур».

Учебное пособие содержит теоретический материал, связанный с методами изучения свойств и поведения макросистем — систем, состоящих из очень большого числа частиц. Это термодинамика, молекулярно-кинетическая теория и статистика (как классическая, так и квантовая). Помимо довольно большого числа примеров, в конце каждой главы приведены задачи на соответствующий материал. Показано, как, по мнению автора, следует подходить к их решению. Задачи тесно связаны с основным текстом, часто являясь его дополнением и развитием.

Книга содержит семь аналитических обзоров ведущих ученых Европы и США. Материал дает представление о важных изменениях, произошедших в физике сегнетоэлектриков за последние 20 лет. Рассматриваются концептуальные достижения теории сегнетоэлектричества, новые технологии получения тонких эпитаксиальных пленок оксидных сегнетоэлектриков и сверхрешеток и методы их исследования. Описываются результаты теоретических и экспериментальных исследований размерных эффектов в тонких и сверхтонких сегнетоэлектрических пленках, сегнетоэлектрических наночастицах и нанотрубках. Приводятся результаты изучения доменных стенок в тонких сегнетоэлектрических пленках, а также данные по исследованию мультиферроиков. Полученные сведения позволяют использовать сегнетоэлектрики в электронике и других областях техники, в том числе для создания сегнетоэлектрических энергонезависимых запоминающих устройств (FRAM) и диэлектрических слоев в интегральных схемах.

Книга, написанная специалистом в области исследования гетерогенных процессов, посвящена проблеме, которая находится на стыке химии, физики, материаловедения и современных высоких технологий (в том числе нанотехнологии). Сформулирован основной эволюционный маршрут твердого вещества, проанализированы его отдельные стадии (зарождение, рост частиц, агломерация, упорядочение, отклик на внешние воздействия и т. д.). Рассмотрены теоретические модели эволюционного процесса на макро-, мезо- и микроуровне. Особое внимание уделено формированию диссипативных структур и характерным чертам эволюции нанодисперсного вещества. Книга хорошо иллюстрирована, содержит обширную библиографию.

Сборник содержит около 770 задач по основным разделам школьного курса физики. Все задачи сопровождаются подробными решениями, содержащими обоснования применимости используемых законов, а также анализ полученных ответов. Задачи подобраны так, чтобы наиболее полно ознакомить учащихся со всем арсеналом приемов и способов рассуждения, применяемых при их решении. Само оформление решений соответствует требованиям, предъявляемым жюри олимпиад и экспертами ЕГЭ к работам учащихся. Книга поможет учащимся освоить технику выполнения олимпиадных заданий, заданий профильных испытаний в вузах и заданий ЕГЭ, требующих развернутые решения.

Фермионная Т-дуальность является симметрией теории струн и N = 2 d = 10 супергравитации. Мы рассматриваем результат последовательного применения фермионной Т-дуальности вдоль одного и того же направления в суперпространстве и показываем, что преобразование является инволюцией 4 либо 8 порядка, в отличие от бозонной Т-дуальности, являющейся инволюцией 2 порядка. Также рассмотрен простейший вариант перемешивания бозонных и фермионных Т-дуальностей. Результаты статьи имеют приложение к генерированию новых суперсимметричных решений в супергравитации и теории струн.

Изучены задачи о движении с постоянной скоростью осциллирующего источника в электроупругих средах для антиплоской и плоской задач. Для выделения единственного решения используется принцип предельного поглощения. С использованием техники преобразования Фурье получены фундаментальные решения в интегральных формах, пригодных для различных режимов движения, выделены квазистатические и динамические составляющие решений. Построены асимптотики дальних полей, проведен кинематический и энергетический анализ решений.

Обсуждается метод преобразования формул функциональной зависимости к виду, визуально анализируемому в окрестности точки перегиба. Метод применен к уравнению Ван-дер-Ваальса и к распределению Ферми-Дирака. Демонстрируется полезность преобразований.

Рассмотрены вопросы применения флуктуационных явлений в твердых телах в прикладных целях. Наиболее значительным явлением в этом отношении является избыточный низкочастотный шум. Проанализированы теоретические исследования избыточного шума. Рассмотрены теоретические основания связи шума с дефектами структуры твердых тел. Рассмотрено влияние деградационных процессов на шум. Проанализированы экспериментальные исследования избыточного шума. Рассмотрена связь характеристик шума с дефектами структуры твердых тел. Рассмотрена корреляция шума с качеством твердых материалов и электронных приборов. Установлена связь спектральных свойств избыточного шума с характеристиками деградационных процессов. Обоснована возможность широкого применения избыточного низкочастотного шума для неразрушающего контроля твердых материалов и электронных приборов. Отмечена эффективность флуктуационного неразрушающего контроля.

В большинстве работ по флаттеру оболочек используется формула поршневой теории для избыточного аэродинамического давления. Рассматривается решение задачи о флаттере цилиндрической оболочки при внутреннем обтекании сверхзвуковым потоком газа в новой постановке.

Получены формулы общего комплексного представления в плоской микрополярной теории упругости с учетом объемных нагрузок при неизотермических процессах.

В большинстве работ, в которых исследуется флаттер оболочек, для избыточного аэродинамического давления используется формула поршневой теории. В настоящей статье рассматривается решение задачи о флаттере конической оболочки при внешнем обтекании ее сверхзвуковым потоком газа в новой постановке, устанавливается степень влияния новых слагаемых на критическое значение числа Маха.

Исследованы низкотемпературные (77К) спектры фотопроводимости кристаллов CdS на различных частотах модуляции фотовозбуждения. Получен эффект трансформации спектральной кривой фотопроводимости типа 1 в кривую типа 2 при переходе от немодулированного к модулированному возбуждению фотопроводимости. Предложена модель формирования тонкой (экситонной) структуры в спектрах модулированного возбуждения фотопроводимости полупроводника // Физика и техника полупроводников. - 2013. - Т. 47, Вып. 9. - С. 1165-1168.

Методами рентгенофазового и электронно-зондового микроанализа исследованы фазовые равновесия в тройной системе Al-Ni-Zr при 1123 К в области составов 0-45 ат. % Al. Построен фрагмент изотермического сечения данной системы. Впервые установлено существование трехфазных равновесий Zr_7Ni _10 + Zr_8Ni_21 + Zr_2Ni_7, T 2-ZrNi_2Al + NiAl + Zr_2Ni_7, NiAl + Ni_3Al + Zr_2Ni_7, Zr_7Ni_10 + Zr_2Ni_7 + T_2-ZrNi_2Al при 1123 К. Фаза на основе двойного соединения Zr_2Ni_7 растворяет до 13 ат. % алюминия. Определена кристаллическая структура фазы T_7-Zr_5Ni 4Al: структурный тип U 3Sij пространственная группа P4/mbm (а = 7, 1852 (7) А, с = 3, 3019 (5) А).

Содержат перечень изучаемых тем и разделов, набор заданий и упражнений.

Лабораторный практикум по физике с компьютерными моделями «Электри- чество и магнетизм. Оптика» составлен для выполнения лабораторных работ по физике в компьютерном классе студентами инженерных и неинженерных направлений подготовки: 35.03.06 «Агроинженерия», 27.03.04 «Управление в технических системах», 35.03.04 «Агрономия», 35.03.07 «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции», 35.03.01 «Лесное дело», 21.03.02 «Землеустройство и кадастры», 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника», 10.03.01 «Информационная безопасность», 20.03.01 «Техносферная безопасность», 05.03.06 «Экология и природопользование».

Учебное издание содержит методические указания для выполнения тестовых заданий и задач по электростатике и законам постоянного тока; предназначено для самостоятельной работы студентов-бакалавров высших учебных заведений.

Учебное издание содержит методические указания для выполнения тестовых заданий и задач по молекулярной физике и термодинамике; предназначено для самостоятельной работы студентов-бакалавров высших учебных заведений.

Изложены основы физики наносистем. Обсуждаются свойства сверхрешеток, транспортные явления в низкоразмерных системах, оптические свойства наноструктур, квантовые явления в магнитном поле. Анализируются перспективы создания различных устройств наноэлектроники и молекулярной электроники. Для студентов высших учебных заведений, аспирантов, научных работников и инженеров, работающих в области физики наносистем и нанотехнологий.

В учебном пособии рассмотрены основные принципы распространения света в плоских и цилиндрических волокнах. Изложены основные причины уширения импульсов при распространении в световоде и способы увеличения их ширины полосы пропускания. Разработано в соответствии с ФГОС ВПО по направлению подготовки бакалавров 200700 Фотоника и оптоинформатика. Предназначено для студентов 3 курса ФБТО для самостоятельной подготовки и практических занятий.

В учебном пособии подробно рассматривается второй раздел курса «Физика твердого тела» для педагогических вузов. Вместе с тем пособие ориентировано на то, чтобы помочь будущему учителю последовательно излагать идеи молекулярно-кинетической теории не только применительно к газам, но и к конденсированному состоянию. Ведущей физической и методической идеей данного раздела курса ФТТ является идея сильного взаимодействия атомов конденсированной среды и соответственно коллективного характера возникающих возмущений, в том числе упругих колебаний. Все главы заканчиваются контрольными вопросами-тестами, отдельно приведены ответы на тесты.