Физика. Астрономия

В учебном пособии описаны возможности, представляемые современными средствами компьютерной алгебры для автоматизации численного анализа краевых задач нелинейной теории упругости на основе полуобратного метода. Приведены примеры кода для такой автоматизации в рамках системы компьютерной алгебры Maple, а также с использованием пакета SymPy для языка Python. Показано, как системы аналитических вычислений могут ускорить организацию конечно-элементных расчетов поведения упругих тел при больших деформациях.

В учебном пособии изложены сведения по напорному движению капельных жидкостей в трубопроводах. Приведены дифференциальные уравнения движения капельных ньютоновских жидкостей, обзор полуэмпирических теорий турбулентности, кинематические и динамические характеристики напорного движения несжимаемой жидкости.

В методических указаниях представлена методика экспериментального определения конденсационным методом удельной теплоты парообразования воды при атмосферном давлении.

В методических указаниях представлен способ экспериментального определения коэффициента теплопроводности изоляционных материалов. Методические указания предназначены для студентов 2-го курса физико-технологического факультета, обучающихся по специальности «Промышленная теплоэнергетика» направления «Теплоэнергетика и теплотехника».

Научный журнал «Известия вузов. Физика» представляет фундаментальную физику России, содействует укреплению сложившихся научных школ, способствует развитию новых научных направлений.

Приведена краткая теория и билеты тестов контроля знаний по темам: «Устойчивость сжатых стержней», «Неравномерное движение», «Ударное нагружение», «Сопротивление усталости», «Колебания упругих систем». В каждом билете 3-5 вопросов по данной теме. Представлены 3-5 вариантов предполагаемых ответа на каждый поставленный вопрос. Подготовлено на кафедре сопротивления материалов Самарского университета.

Данное учебно-методическое пособие содержит углубленное изучение темы работы с моделированием трещин и предназначено для обучающихся и преподавателей, работающих с конечно-элементным пакетом Simulia Abaqus. Предполагается, что обучающиеся обладают базовыми практическими навыками по работе в конечно-элементном пакете Simulia Abaqus.

В пособии представлено практическое введение в работу с квантовомеханическими программными пакетами для моделирования физико-химических свойств кристаллических твердых тел. Подробно описаны способы расчета структурных, механических и электронных свойств кристаллов в коммерческих пакетах VASP и CRYSTAL. Подготовлено на кафедре общей и теоретической физики.

Практикум включает теоретические основы, описание лабораторных работ и задания к ним, а также вопросы и задачи для контроля усвоения материала по дисциплине «Физико-химические основы нанотехнологий». Подготовлен на кафедре химии.

Написано на основе многолетнего опыта чтения лекций и ведения семинарских занятий. Рассматриваются приемы и методы решения задач из области механики вязкой жидкости с использованием вычислительного пакета Ansys. Приводятся физические и математические постановки задач, граничные условия к ним и сравнение численного и аналитического решений.

В практикуме представлены материалы по дисциплине «Когерентная оптика и голография». Представлены теоретические сведения, указания и задания для выполнения лабораторных работ. Освещаются основные вопросы, связанные с записью и восстановлением голограмм, в частности особенности записи динамических голограмм. Также продемонстрированы практические применения голографии в виброметрии, для коррекции фазовых искажений, возникающих при прохождении излучения через оптически неоднородные среды. Подготовлен на кафедре оптики и спектроскопии.

В данном учебно-методическом пособии представлены основные разделы теории колебаний. Изложены базовые теоретические модели и разобран широкий спектр методик решения задач в данной области. В качестве примеров практического использования описанных методов и моделей приводятся задачи из различных разделов физики, химии, биологии, экологии и экономики, что дает возможность научиться решать практически важные задачи. Отдельное внимание уделяется проблемам, связанным с наблюдаемыми осцилляциями в солнечной плазме. Подготовлено на кафедре физики.

В данном учебно-методическом пособии представлены основные разделы теории волн. Изложены базовые теоретические модели и разобран широкий спектр методик решения задач в данной области. В качестве примеров практического использования описанных методов и моделей приводятся задачи из различных разделов физики, что дает возможность научиться решать практически важные задачи. Отдельное внимание уделяется проблемам, связанным с волнами в солнечной и космической плазме. Подготовлено на кафедре физики Самарского университета.

В пособии рассматриваются вопросы, связанные с организацией, методикой проведения эксперимента и методами математической обработки результатов. Показаны причины происхождения погрешностей и методы их оценки. Обсуждаются методы расчета погрешностей прямых и косвенных измерений, а также графические методы представления результатов эксперимента. В отдельной главе приведены основные системы измерительных приборов и расчеты погрешностей с учетом класса точности приборов.

В учебном пособии изложены теоретические основы моделирования движения искусственного спутника Земли (ИСЗ). Невозмущенное (кеплерово) движение ИСЗ представлено моделями по результатам решения классической задачи небесной механики – задачи двух тел в виде соответствующих интегралов площадей, энергии и Лапласа. Дано описание кеплеровых элементов орбиты ИСЗ и их связь с прямоугольными координатами (и скоростями) ИСЗ в геоцентрических инерциальной и гринвичской системах координат. Моделирование возмущенного движения ИСЗ в основном представлено моделями движения в оскулирующих элементах с учетом несферичности Земли и нецентральности ее поля тяготения, а также с учетом сил сопротивления, обусловленных влиянием верхних слоев атмосферы.

Рассмотрены основы современного метода квантовой неравновесной статистической физики - метода проекционного оператора. Показаны возможности метода при описании различных нелинейных неравновесных процессов в области физики магнитных явлений, квантовой оптики и квантовой информатики. Подготовлено на кафедре общей и теоретической физики.

В учебном пособии излагаются основы теории устойчивости динамических систем: классические методы теории устойчивости (первый и второй метод Ляпунова, теоремы Четаева, Красовского и др.), теория устойчивости консервативных систем, преобразования Рауса, влияние структуры сил на устойчивость движения. Рассматриваемые методы теории устойчивости исследуются применительно к задачам космической техники. Подготовлено на межвузовской кафедре космических исследований.

Издается с 1998 г., публикует на русском языке оригинальные и обзорные статьи и является одним из основных научно-технических журналов в области физики, материаловедения, а также развития наукоемких технологий микро- и наноэлектроники. На страницах журнала постоянно публикуются результаты научных исследований и обзоры по профильной тематике представителей ведущих научных школ России и других стран.

Методические указания содержат краткие теоретические сведения об особенностях структуры и физических свойств по толщине наноэлементов и нанопокрытий, а также о структуре и размерах областей, входящих в зону их границ. Описываются методы проектирования многослойных нанопокрытий, методы определения твердости нанопокрытий, методы определения функций зависимости средней твердости покрытий по известной функции распределения твердости по толщине покрытия, а также методы восстановления функции изменения твердости слоя покрытия по экспериментальным данным. Кроме того, описываются методы проектирования многослойных покрытий с максимальным значением средней твердости. Приводятся варианты заданий для каждой части комплексного задания, предлагаемого студентам на практических занятиях.

В книге представлен краткий теоретический материал, а также описание лабораторной установки и порядок выполнения эксперимента. Для самоподготовки и контроля знаний по изученным в ходе лабораторной работы темам предусмотрен перечень контрольных вопросов. При составлении практикума за основу приняты основные положения федерального государственного образовательного стандарта (ФГОС) бакалавров по направлению подготовки 03.03.02 Физика. Он включает в себя подробное описание всех лабораторных работ, выполняемых в течение одного семестра. Предназначено для студентов-физиков специальности 03.03.02, а также студентов БГУ всех форм обучения.

Журнал публикует научные и прикладные статьи по теоретической электротехнике, электрическим машинам и аппаратам, электроприводу, промышленной электронике, автоматическому управлению и регулированию электромеханических систем, электроэнергетике и электроснабжению промышленных предприятий, диагностике электрооборудования, релейной защите и противоаварийной автоматике энергосистем, математическому моделированию, элементам и устройствам вычислительной техники и систем управления, разработке и применению систем автоматизированного проектирования и интеллектуальных систем в научных исследованиях и инженерной практике в области электромеханики.

Методические рекомендации к выполнению лабораторных работ разработаны на основе требований ФГОС СПО в соответствии с рабочей программой по предмету «Физика». В них содержится теоретический материал, необходимый для выполнения лабораторных работ.

В учебном пособии изложены теоретические и прикладные вопросы аэродинамики и динамики полета самолетов и вертолетов гражданской авиации. Основное внимание уделено объяснению физической сущности явлений и процессов, в наибольшей мере влияющих на безопасность полета. Рассмотрены основные режимы полета воздушных судов, их летно-технические характеристики, характеристики устойчивости, управляемости и балансировки, влияние на них эксплуатационных факторов и особые случаи в полете. Даны конкретные рекомендации пилоту по влиянию различных факторов на летные ограничения и обеспечение безопасности полета. Особо следует отметить хорошо освещенные и важные вопросы наземного и технического обслуживания воздушных судов, а также вопросы метеорологического обеспечения полетов гражданской авиации.

В учебнике на основе современной научной физической аксиоматики последовательно изложены современные представления о механике и молекулярной физике, электродинамике и волновой оптике, квантовой физике. Курс является кратким, но при этом дает цельное представление об основных законах и понятиях современной физики, их взаимосвязи и происхождении. Акцент в изложении сделан на наиболее перспективные, бурно развивающиеся и финансируемые приложения, и это делает учебник востребованным и современным. В первую очередь речь идет о приложениях физики и современным технологиям, электронике, медицине и биологии. Достоинством учебника является его аналитичность, показывающая связь различных разделов физики.

В практикуме представлены упражнения и задания, способствующие подготовке иностранных обучающихся к прослушиванию лекций и работе на практических занятиях по физике.

Журнал публикует оригинальные экспериментальные и теоретические статьи фундаментального и прикладного характера по тематике: — воздействие потоков энергии на материалы; — воздействие космических условий на материалы, космическая технология; — плазмохимические способы получения и обработки материалов; — функциональные покрытия и обработка поверхности; — композиционные материалы; — новые методы обработки и получения материалов с заданными свойствами.

В журнале публикуются оригинальные экспериментальные, теоретические, обзорные статьи фундаментального и прикладного характера по актуальным проблемам материаловедения, физики конденсированного состояния, химии твердого тела, инновационным технологиям для наукоемких отраслей промышленности. ​Основная цель журнала — популяризация научных достижений и исследований в области разработки, создания, получения и обработки новых материалов для различных отраслей науки и промышленности. Задачи журнала: предоставление актуальной информации о результатах фундаментальных и прикладных научных исследований в области материаловедения и свойств неорганических материалов, разработки технологий их получения и методов анализа; предоставление ученым возможности публиковать результаты своих работ.

В учебном пособии изложена теория распространения ЭМВ в различных линиях передач. Подробно исследованы различные граничные условия в волноведущих структурах и основные соотношения описывающие процессы переноса микроволновой мощности в некоторых наиболее известных волноводных структурах различных типов, а также линиях передачи полоскового типа. В учебном пособии также имеются контрольные вопросы для проверки уровня освоения материала.

Методические указания для практических занятий содержат задачи по основным разделам физики. В каждой теме представлены краткие теоретические сведения, подобраны задачи для аудиторной работы и для самостоятельного решения, в том числе и с профессиональной направленностью, в конце издания приведены обширные справочные таблицы.

На самом ли деле Земля круглая? Сколько лет самому старому дереву на нашей планете? Чем питается крупнейшее животное в мире? Какую болезнь людям полностью удалось победить? Что такое квантовая запутанность? Как выглядит дождь на разных планетах? В книге Дэна Маршалла вы найдете ответы на эти и многие другие вопросы из области биологии, истории, географии, физики, астрономии. Узнаете об удивительных особенностях растений и животных, проникнете в тайны космоса, научитесь изготавливать ловушку для лазера и делать огонь изо льда. А в конце книги вас ждет подборка увлекательных математических задач!

В настоящее время нам известно, что содержание классической механики гораздо богаче, чем представлялось раньше. Вывод уравнений движения — центральная тема традиционных изложений механики — всего лишь начало. В этой новаторской книге акцент сделан на разработке общих методов изучения поведения классических систем вне зависимости от того, имеют они аналитическое решение или нет. В фокусе внимания авторов сам феномен движения, а для его исследования применяется компьютерное моделирование. Недавние открытия в области нелинейной динамики органично вплетены в текст, а не добавлены по завершении работы. Изучение таких явлений, как переход к хаотическому движению и нелинейные резонансы, помогает читателю освоить аналитический инструментарий, необходимый для их понимания.

Эта книга может быть полезна тем, кто не имея специального образования в области физики, астрономии, математики, интересуется, тем не менее, вопросами связанными с эволюцией и устройством вселенной. То есть вопросами глубоко и безнадежно специальными, запредельно сложными и раскрываемыми в пределах школьного курса совершенно не удовлетворительно. Популярные же публикации, доступные на новостных лентах, скорее могут запутать читателя. Ибо авторы часто пытается в них просто и коротко объяснить то, чего не понимают сами. Хочется надеяться, что «Вселенная без формул: Путеводитель по тайнам мироздания» сможет дать ответы на вопросы, возникающие у читателя при попытках осмыслить современные научные представления, такие как Теория Большого Взрыва и Квантовая Механика. Ответы эти, в действительности, достаточно просты, но крайне нетривиальны. Ибо сферы бесконечно великого — вселенной, — и бесконечно малого — элементарных частиц, — не доступны человеческому воображению.

Цель книги — разъяснить сложные концепции квантовой механики в доступной форме для широкой аудитории, без специальных знаний в физике. Через простое и ясное изложение автор вводит читателя в мир квантовых явлений, объясняя принципы квантовых законов с использованием простого языка и иллюстраций. В книге представлено описание таких удивительных квантовых феноменов, как двойственные свойства частиц, суперпозиция, запутанность, нелокальность и многие другие загадочные вещи. Вы узнаете, как странные квантовые эффекты могут быть связаны с работой мозга и сознания, и как, благодаря этим эффектам, разрабатываются квантовые компьютеры, искусственный интеллект и нейросети. Книга содержит актуальную информацию о последних открытиях, экспериментах и новых исследованиях авторитетных ученых, которые поднимают фундаментальные вопросы о происхождении жизни и устройстве Вселенной. Кроме того, предлагается изложение смелых научных теорий, где ставится под сомнение само существование физической реальности. Это может перевернуть ваше представление о действительности. В процессе чтения вы откроете для себя невероятный мир квантов, где привычные правила перестают работать, а эта книга станет надежным путеводителем по квантовой физике и поможет углубить понимание и увлеченность этой захватывающей наукой.

Издание представляет собой монографию, написанную на основе курса лекций по общей физике (разделы «Физическая оптика», «Колебания и волны»). Лекции предназначены для студентов технических специальностей образовательных учреждений высшего и среднего профессионального образования. Данный курс содержит изложение основополагающих сведений о волновых процессах, лежащих в основе работы современных оптических систем и приборов.

Рассмотрена актуальная проблема дидактики, заключающаяся в разработке методов оценки дидактической сложности учебных понятий и текстов. Ее решение поможет оценить сложность текстов и учебных заданий, установить закономерности распределения учебного материала и оптимизировать процесс обучения. Изучены факторы, влияющие на абстрактность и семантическую сложность учебных понятий, рассмотрены различные методы оценки сложности понятий с помощью парных сравнений, исходя из частоты употребления, с помощью шкалы Лайкерта, путем вычисления сложности, а также с помощью компьютера. Проанализированы результаты определения сложности школьных дисциплин, описаний физических опытов и теоретических моделей, распределение учебной информации в школьном и вузовском курсах физики и т. д.

В учебнике, начинающем предметную линию учебно-методических комплектов по физике для учащихся 10—11 классов, рассмотрены вопросы классической механики, молекулярной физики, электродинамики. Учебный материал содержит задания, позволяющие обеспечить достижение личностных, метапредметных и предметных результатов образования. Учебник подготовлен в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта среднего (полного) общего образования и реализует углублённый уровень образования учащихся 10 класса.

Учебник соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту среднего общего образования. Включён в Федеральный перечень учебников в составе завершённой предметной линии. Учебник предназначен для учащихся 10 классов и включает следующие разделы: «Классическая механика», «Молекулярная физика», «Электростатика» (раздел «Электродинамики»), лабораторные работы. Методический аппарат учебника составляют вопросы для самопроверки, система заданий, включающих качественные, графические и вычислительные задачи, вопросы для дискуссии, исследовательские задания, темы проектов. В учебнике имеется рубрика «За страницами учебника», в которую помещён дополнительный материал. Раздел «Лабораторные работы» подготовлен С. В. Степановым.

Учебник предназначен для изучения физики на базовом и углублённом уровнях в 10 классе общеобразовательных организаций. Учебник вместе с рабочими тетрадями, тетрадью для лабораторных работ и методическим пособием для учителей входит в учебнометодический комплект по физике для 10 класса и рассматривает разделы: «Механические явления», «Тепловые явления» и «Электрические явления» (электростатика). Учебник соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту cреднего общего образования.

Линия учебников для среднего общего образования ориентирована на обучение решению задач. Параграфы представляют собой канву сценариев уроков, реализующих системно-деятельностный подход к обучению: тщательно подобранные задания погружены непосредственно в теорию. В 10 классе изложены темы: кинематика, динамика, законы сохранения в механике, статика и гидростатика, молекулярная физика и термодинамика, электростатика и постоянный электрический ток; в 11 классе — электродинамика, колебания и волны, оптика, элементы теории относительности, квантовая физика, строение Вселенной. Материал для углублённого изучения отмечен звёздочкой. Имеются задания для проектно-исследовательской деятельности. Соответствуют Федеральному государственному образовательному стандарту среднего общего образования и Примерной основной образовательной программе среднего общего образования.

Данное учебное пособие разработано в комплекте с учебником Н. С. Пурышевой, Н. Е. Важеевской, Д. А. Исаева, В. М. Чаругина «Физика. Базовый уровень» в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта среднего общего образования в редакции Приказа Министерства просвещения Российской Федерации № 732 от 12.08.2022 г. (в ред. Приказа Минпросвещения России от 27.12.2023 г. № 1028), требованиями Федеральной образовательной программы среднего общего образования, утверждённой Приказом Министерства просвещения Российской Федерации № 371 от 18.05.2023 г. (в ред. Приказа Минпросвещения России от 19.03.2024 г. № 171), и предназначено для реализации образовательных программ среднего профессионального образования, реализуемых на базе основного общего образования или интегрированных с образовательными программами основного общего и среднего общего образования, при освоении учебных предметов, курсов, дисциплин (модулей) основного общего образования и (или) среднего общего образования. В пособии содержатся вычислительные, качественные и графические задачи, которые сгруппированы по темам в соответствии с главами учебника. В каждой теме рассмотрены примеры решения типовых задач, приведены задачи для самостоятельного решения и задания для самопроверки. Пособие предназначено для организации самостоятельной работы учащихся при изучении нового материала, а также для закрепления и проверки полученных знаний по физике.

Данный учебник разработан в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта среднего общего образования в редакции Приказа Министерства просвещения Российской Федерации № 732 от 12.08.2022 г., требованиями Федеральной образовательной программы среднего общего образования, утверждённой Приказом Министерства просвещения Российской Федерации № 371 от 18.05.2023 г., и предназначен для реализации образовательных программ среднего профессионального образования, реализуемых на базе основного общего образования или интегрированных с образовательными программами основного общего и среднего общего образования, при освоении учебных предметов, курсов, дисциплин (модулей) основного общего образования и (или) среднего общего образования. Методический аппарат учебника составляют вопросы для самопроверки, упражнения, включающие качественные, графические и вычислительные задачи, исследовательские задания, темы проектов.

Учебное пособие содержит набор тестовых заданий по квантовой физике, физике атома, физике элементарных частиц и физике твердого тела. Кроме того, в нем изложен краткий теоретический материал, приведены примеры решения тестовых заданий. В пособии приведены также варианты тестов с ответами. Учебное пособие может быть использовано студентами и преподавателями в курсе общей физики и для контроля знаний студентов при промежуточной или итоговой аттестации.

В учебном пособии описаны методы и средства, используемые при исследовании быстропротекающих процессов. Первый раздел содержит описание экспериментальных исследовательских комплексов, таких как ударные трубы, открытые полигоны, взрывные камеры и баллистические трассы. Описаны также основные понятия системы безопасности при проведении взрывных работ. Во втором разделе рассмотрены устройства взрывного и ударного нагружения для газодинамических экспериментов. Дано понятие начального импульса, описаны характеристики методов нагружения сред взрывом: падающей, уходящей, скользящей детонационной волной, нагружение пересжатой детонацией. Раздел содержит также схемы и характеристики устройств нагружения сред взрывом и ударом. В третьем разделе представлена измерительная и регистрирующая техника для исследования быстропротекающих процессов. Описаны наиболее употребительные датчики и измерительные преобразователи, устройства для оптических методов регистрации, лазерные и лазерно-доплеровские измерители-преобразователи для измерения волновых и массовых скоростей. Даны основные представления об импульсной рентгенографической технике. В четвертом разделе кратко описаны методы определения температуры и оптических свойств ударно-сжатых материалов. В пятом и шестом разделе рассмотрены относительно новые методы исследований быстропротекающих процессов, такие как микроволновая диагностика и использование синхротронного излучения.

Рассмотрены основные этапы проведения учебной проектно-исследовательской работы, приведены примеры решения интересных задач из различных разделов физики, таких как механика, электромагнетизм, молекулярная физика и термодинамика, оптика.

Учебное пособие содержит две основные темы: учет электроэнергии и контроль качества электроэнергии. Представлены основы и требования к организации учета электроэнергии, рассмотрены современные технические средства учета, в том числе АСКУЭ, АСТУЭ. Описаны возможности интеллектуальных приборов учета. Подробно описаны показатели качества электроэнергии в соответствии с ГОСТ 32144–2013, требования к ним и методика измерений. Рассмотрены технические средства измерения параметров и контроля качества электроэнергии. Особое внимание уделено вопросу управления качеством электроэнергии.

Даны краткие теоретические сведения по теории электромагнитных волн в свободном пространстве и в направляющих и излучающих системах СВЧ. Приведены задачи для самостоятельного решения.

Рассмотрены вопросы численного моделирования гидродинамики и тепломассопереноса в двухфазных газокапельных потоках при обтекании плоской пластины, течения в трубе, в пристенной и затопленной струях. Для всех рассматриваемых случаев проведены детальные численные расчеты и определен вклад испарительных процессов в интенсификацию теплообмена. Дается сопоставительный анализ с известными в литературе опытными и расчетными данными по тепломассообмену в газокапельных потоках. Эти данные также могут быть использованы для анализа интенсификации тепломассопереноса в теплообменных аппаратах различного назначения, работающие как в ламинарном, так и турбулентном режимах течения. Разработанные модели и полученные результаты будут весьма полезны в инженерных приложениях при разработке новых методов регулирования теплообмена и сопротивления в проточных трактах энергетических установок.

Учебное пособие содержит задания для практических занятий по теоретической механике. Приводятся краткие теоретические сведения, а также тесты для закрепления материала. Задачи подобраны близкие к тематике дисциплин, которые будут изучать студенты на старших курсах.

Пособие посвящено методике организации творческой деятельности студентов в техническом вузе. В пособии описан опыт авторов по организации самостоятельной деятельности студентов в рамках курса физики на примере организации театра физического эксперимента. Организация самостоятельной работы студентов в предлагаемой форме позволяет повысить уровень усвоения образовательных компетенций и мотивацию студентов. В работе подробно рассмотрены примеры спектаклей.

В пособии рассматривается метод симметричных составляющих, применяемый при расчете несимметричных режимов трехфазных сетей как со статической, так и с динамической нагрузкой. Метод основан на разложении несимметричной системы на три симметричные: прямую, обратную и нулевую на примере коротких замыканий, обрыва в линии. Приводятся теоретические сведения и большое количество примеров решения типовых задач. Предлагаются задачи для самостоятельного решения.