Физика. Астрономия

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.

Лабораторный практикум включает в себя задания для отработки умений и навыков проведения экспериментальных заданий по физике. В практикуме содержится перечень заданий, включенных в контрольные измерительные материалы государственного экзамена по физике в 9 классе. Пособие может использоваться студентами педагогических вузов и школьниками.

Это издание является своеобразным продолжением книги «Лекции о физике. По дороге из школы», хотя то и другое можно изучать обособленно. В обеих книгах материал ориентирован на школьников, но если в первой из них речь идет об устройстве физики как науки, то здесь обсуждаются более конкретные вещи — физические и инженерные проблемы с привязкой к школьной программе. Как ведут себя летящие заряды в вакууме, в каких областях применяется магнитное поле, что такое адгезия, чем отличаются галогенная и люминесцентная лампы — эти и многие другие вопросы читатели прояснят для себя, изучая книгу.

Почему у этой книги подзаголовок «По дороге из школы»? В школе если вас и учат физике, то вынуждены придерживаться определенной программы, которая готовит вас не к дальнейшей учебе, не к работе и не к использованию физики в обычной жизни, а к сдаче формализованного экзамена с ограниченным набором тем. Эта книга, как и ее продолжение «Лекции по физике. По дороге в институт», предназначена для тех, кто с неизбежными — надеемся, не фатальными! — потерями для саморазвития преодолел единый экзамен и сохранил интерес к предмету. Сохранил желание понять, что такое физика, где она встретится на пути и что делать при встрече.

Пособие предназначено для самостоятельной проработки студентами темы «Лазеры. Взаимодействие электромагнитного излучения с веществом» по дисциплинам «Физика» и «Общая физика». Рассмотрены физические принципы и устройство лазеров, свойства и основные преимущества лазерного излучения. Приведены требования к изделиям конструкционной оптики. Представлены технологии лазерного скрайбирования, абляции и лазерного управляемого термораскалывания с одновременным притуплением кромок торцов.

В книге представлено описание лабораторных работ физического практикума по оптике. Приводится краткая теория исследуемого явления и эффектов, используемых в оптических приборах, а также порядок проведения экспериментов, контрольные вопросы для самопроверки. Предназначено для студентов бакалавриата технических выс-ших учебных заведений.

Эта книга — настоящий путеводитель по парадоксам, начиная с древнейших (Ахиллес и черепаха) и заканчивая современными (кот Шрёдингера и парадокс Тьюринга). Как утверждают авторы, парадокс — это «магия в вашей голове». Что делать, если интуиция подсказывает одно, а логика диктует другое? Остроумные примеры, собранные под одной обложкой, — отличное средство тренировки внимательности, памяти и математических навыков. Некоторые из парадоксальных предположений ошибочны, другие можно подтвердить, но в любом случае для их проверки вам понадобятся терпение и смекалка.

В книге изложены методы анализа лазерных резонаторов — матричный, геометрической оптики и интегрального уравнения. Рассмотрены резонаторы различных типов, обсуждены вопросы построения их схем, обеспечивающих требуемые свойства лазерного излучения. Описаны методы измерений параметров лазерных излучателей и пучков.

Представлены постановки и алгоритмы решения обратных задач радиационно-кондуктивного теплообмена для определения теплофизических и оптических характеристик материалов. Приведены примеры использования алгоритмов, рассмотрены результаты их применения для определения характеристик теплозащитных материалов.

Издание содержит описание восьми лабораторных работ по курсу «Теория механизмов и машин». Приведены краткие теоретические сведения, необходимые для понимания физической сущности тех разделов дисциплины, которые подкрепляются экспериментальными исследованиями, а также описания моделей и лабораторных установок, указаны порядок проведения работ и требования к отчетности по ним.

Монография посвящена линейной задаче о возмущениях ударной волны. Эта задача имеет долгую историю и может считаться классической. В данной работе предлагается сравнительно новый метод построения решения задачи, в основе которого лежит применение преобразования Фурье сразу по всем переменным. Это преобразование переводит задачу в алгебраическую, что позволяет выписать решение задачи в явном виде, проанализировать с помощью современных математических методов его структуру, качественные свойства, уточнить некоторые известные результаты теории ударных волн и получить новые результаты.

Курс учебной дисциплины «Биомеханика», федеральный компонент учебной программы физкультурных вузов, рассчитан на 100 часов (из них 50 на самостоятельную работу студентов). Небольшой объем в часах при явно недостаточном знании студентами механики заставляет ограничивать курс элементарными основами спортивной биомеханики (название дисциплины «Спортивная биомеханика» представляется более правильным, так как по своему содержанию и подходам она резко отличается от других направлений биомеханики). Вместе с тем, поскольку биомеханика «в чистом виде» не может обеспечить эффективный анализ не просто спортивной двигательной активности, а ее анализ с позиций спортивной деятельности, т.е. не просто самих по себе двигательных действий без учета решаемых задач, а именно с позиций решения этих задач, в книгу включены элементы кинезиологических положений и подходов. Пособие рассчитано на студентов, аспирантов, слушателей ФПК и на то, чтобы в разных вузах можно было делать акценты на тех или иных разделах курса. К тому же есть студенты, аспиранты, слушатели ФПК, желающие глубже, чем другие, вникнуть в содержание курса, поэтому в лекциях затронуты и те вопросы, которые для большинства из них не обязательны. Преподаватель может ориентировать занимающихся на пропуск ненужных, по его мнению, разделов указанием на те из помещенных в конце лекции вопросов для самоконтроля, на которые не обязательно знать ответ. Рекомендовано для студентов высших учебных заведений, а также учащихся и преподавателей учреждений среднего профессионального образования.

Настоящее пособие содержит лекционный материал курса "Электродинамика", читаемого студентам физического факультета по специальности "Физика2.

Подготовлено на кафедре экспериментальной физики физического факультета Воронежского государственного университета.

Пособие составлено в соответствии с требованиями ФГОС ВО, программой и учебным планом дисциплины. Содержит цикл практических работ, включающих основные теоретические положения курса, вопросы для обсуждения и контроля уровня усвоения знаний, литературу.

В пособии рассмотрены основные разделы теоретической механики: движение материальной точки, уравнения твердого тела ,гармонические колебания, теория столкновений ,канонические уравнения.

Пособие соответствует государственному образовательному стандарту дисциплины «Сопротивление материалов» направлений бакалаврской подготовки студентов всех технических специальностей. Данное пособие содержит указания по выполнению лабораторных работ и включает в себя теоретические вопросы по каждой работе, подробное описание эксперимента и экспериментальных установок, порядок выполнения работы и требования к ее оформлению. Также приводится описание выполнения девяти виртуальных лабораторных работ, применяемых в учебном процессе, на программном комплексе Columbus.

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре экспериментальной физики.

Монография рассматривает вопрос применения гидроаэродинамической левитации для повышения эффективности энергетических аппаратов. От основных физических эффектов левитации автор переходит к частным случаям левитации шара в стесненном потоке и ее применению в различных технических приложениях для обеспечения высокой эффективности теплового и массообменного оборудования. Через фундаментальные исследования и грамотно выполненные инженерные решения раскрываются новые возможности для энергосбережения на нефтехимических, химических и других предприятиях.

Учебное пособие предназначено для подготовки и проведения первых четырех лабораторных работ по курсу «Теория электрических цепей» для студентов направления 210700 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи».

Синтезированы твердые растворы сульфида цинка с марганцем и кобальтом. На основе анализа профилей рентгеновской дифракции сделано заключение о формировании квантовых точек (КТ) гексагональной структуры типа вюрцита; средний размер кристаллитов составляет 8 и 22 нм для образцов с марганцем и кобальтом соответственно. Результаты ИК и оптической спектроскопии согласуются с данными рентгенофазового и рент-генофлуоресцентного анализа. Рассмотрен вопрос агрегирования частиц в растворах изопропанола и ДМФА. Выполнено моделирование структуры КТ на основе частиц ZnS, допированных атомами переходных металлов Мп и Со. Показана возможность использования спектроскопии рентгеновского поглощения в ближней к краю области (XANES) для верификации параметров атомной структуры вокруг позиций допирую-щих атомов переходных металлов в квантовых точках семейства ZnS. Вычислены парциальные плотности электронных состояний ZnS:Mn и ZnS:Co

Решена задача о динамическом внешнем воздействии стоячей волны на стационарные периодические тепловые структуры: «полосы», «прямоугольники», «треугольники», «ячейки». Центральным пунктом применяемой модели является учет локально-неравновесных свойств теплопереноса в рамках релаксационной модели Максвелла. Для уравнений теплопереноса построено новое точное аналитическое решение, описывающее воздействие на материал двух источников энергии: знакопеременный объемный источник моделирует конкуренцию между температурными областями с тепловыделением и теплоотдачей; внешний по отношению к среде источник действует на линии разрыва теплового поля и возбуждает стоячую волну. Стационарная часть полученного решения относится к установившейся во времени температуре и определяет пострелаксационный пространственно-периодический тепловой режим. Нестационарная часть решения несет информацию о колебаниях и волнах в системе «среда – источник энергии». Получены в явном аналитическом виде выражения для компонент вектора теплового потока. Вычислен сдвиг фазы колебаний продольного и поперечного к разрыву тепловых потоков. Изучены дозвуковые и сверхзвуковые (по отношению к скорости распространения тепловых возмущений) процессы генерации стоячей волны. Установлен нелинейный характер взаимодействия возбуждающих колебаний с неравновесной средой. Проведен детальный анализ поведения тепловых чисел Маха, определяющих свойства волн в продольном и поперечном к разрыву направлениях. Построен безразмерный параметр неравновесности системы, и показано его существенное влияние на дозвуковой и сверхзвуковой режимы распространения волн. Определены морфологические свойства изотерм. Построен фазовый портрет теплофизической системы в пространстве «продольная компонента вектора теплового потока – поперечная компонента – температура». Указаны значения частоты колебаний, для которых получается замкнутая либо незамкнутая фазовые траектории. Представлены примеры расположения фазовых траекторий на цилиндре и торе. Прикладные аспекты данной задачи связаны с проблемой формирования периодических структур при взрывной кристаллизации аморфных пленок, напыленных на подложку.

в работе рассмотрено лучевое представление интенсивности дифрагированной волны за выпуклым препятствием. В качестве препятствия выбран эллипсоид. При распространении дифрагированного фронта вдоль поверхности препятствия интенсивность зависит от времени, от расстояния, пройденного точкой волны, и параметров, характеризующих пространственное положение дифрагированной волны. Построены графики, отображающие эту зависимость для разных случаев распространения волны на поверхности эллипсоида. В результате проведенного исследования получил подтверждение физически оправданный факт экспоненциального затухания интенсивности дифрагированной волны в области тени за препятствием

Учебное пособие подготовлено на кафедре экспериментальной физики физического факультета Воронежского государственного университета.

Учебное пособие подготовлено на кафедре экспериментальной физики физического факультета Воронежского государственного университета.

На уровне модельных подходов развивается гипотеза о важной роли электромагнитных явлений в формировании смерча, торнадо, или тифона, по определению Ломоносова. Получено теоретическое обоснование образования холма на водной поверхности под опускающейся из грозового облака воронкой торнадо. Рассмотрен ряд других эффектов, сопутствующих формированию торнадо и требующих учета сильных возмущений атмосферного электрического поля под грозовым облаком.

Учебно-методическое пособие включает в себя подробное описание лабораторных работ по курсу «Механика». В пособии изложен теоретический материал, касающийся методов обработки результатов измерений. К каждой работе в достаточном объеме представлено теоретическое введение, указан порядок выполнения работы и даны контрольные вопросы. Пособие может быть полезным при самостоятельной работе студентов дневной и заочной форм обучения. При составлении учебно-методического пособия за основу приняты основные положения федерального государственного образовательного стандарта (ФГОС) бакалавров по направлениям подготовки 03.03.02 Физика, 09.03.02 Информационные системы и комплексы.

Цель: обобщение и развитие результатов по формированию статистической радиооптики — единой статистической теории лазерных информационных систем и радиооптических методов получения, преобразования, передачи и обра- ботки информации. Результаты: выделены основные трудности и показан противоречивый характер развития радиооп- тики. Предложена обобщенная модель радиооптической обработки информации и обоснован общий принцип построе- ния cтатистической радиооптики. Рассмотрены фундаментальные пределы точности, связанные с квантовыми эффекта- ми при регистрации оптических излучений; выполнен анализ особенностей влияния открытого атмосферного канала на работу лазерных систем информационного обмена; исследованы эффекты замираний при распространении лазерных излучений. Практическая значимость: формирование и развитие статистической теории лазерных информационных систем позволяет оптимизировать существующие и синтезировать качественно новые алгоритмы радиооптической об- работки информации для систем лазерной связи, локации, навигации и управления.

Данная задача специального физического практикума предназначена в первую очередь для студентов кафедр физики классических университетов и технических вузов. Лабораторная работа была разработана на кафедрах магнетизма и общей физики физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова и может быть использована для выполнения студентами старших курсов бакалавриата и магистратуры.

Настоящее пособие содержит лекционный материал курса "Электродинамика", читаемый студентам физического факультета по специальности "Физика".

Настоящее пособие содержит лекционный материал курса "Электродинамика", читаемого студентам физического факультета по специальности "Физика".

Предлагаемое пособие является руководством к выполнению лабораторных работ по общей физике для студентов первого курса физического отделения факультета математики, физики и информационных технологий Калмыцкого государственного университета и содержит необходимые для усвоения программного материала теоретические сведения, описания экспериментальных установок, порядок проведения измерений и перечень заданий для студентов. В каждом описании лабораторной работы - контрольные вопросы для самопроверки.

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре экспериментальной физики физического факультета Воронежского государственного университета.

Карл Густав Якоб Якоби (1804-1851) считается сегодня важнейшим немецким математиком первой половины XIX века после К.Ф. Гаусса и наряду с П.Г. Дирихле. Как представитель «чистой» математики он создал себе имя своим вкладом в теорию чисел и теорию эллиптической функции. Кроме того, Якоби внес существенный вклад в аналитическую механику, которую он, вслед за Эйлером, Лагранжем, Пуассоном и Гамильтоном, развивал с математической точки зрения. Данные «Лекции по аналитической механике» публикуются впервые, они документально подтверждают его взгляды на эту дисциплину, ее историю и основные задачи, делая это с как можно большей полнотой и аутентичностью. Прочитанные в зимнем семестре 1847/48 годов в Берлине, они прежде всего представляют собой ценность как его последние лекции по механике. Вильгельм Шайбнер (1826-1907) подготовил полную и тщательную стенограмму этих лекций. Текст был отредактирован Гельмутом Пульте и снабжен введением, комментариями и указателями.

В книге дано изложение современных методов исследования устойчивости материальных систем, описываемых линейными дифференциальными уравнениями Гамильтона c периодическими коэффициентами. Основное внимание уделено конструктивным, рассчитанным на применение компьютеров, алгоритмам построения областей параметрического резонанса. Описываются результаты применения упомянутых методов и алгоритмов в целом ряде задач об устойчивости движения спутника - твердого тела относительно центра масс на круговой и эллиптической орбитах. Значительная часть содержащегося в книге материала представляет собой результаты собственных исследований автора, некоторые из них еще не публиковались.

В книге изучаются типовые приемы творчества на примере задач классической механики и специальные приемы творчества для решения взаимосвязанных нелинейных задач (интеграционная механика — синтез математики, физики, прикладной философии для задач механики). Лабораторные работы представлены в виде четырех комплексов. Первый комплекс, предназначенный для изучения курса «Теоретическая механика» и «Механика», содержит пять лабораторных работ (статика, колебания, удар), включая методы творчества в исследовании плоского движения. С целью ознакомления с взаимосвязанными нелинейными задачами используется демонстрационный компьютерный комплекс, который включает три лабораторные работы (пространственные нелинейные колебания, нелинейная статика, устойчивость винтового тонкого бруса). Исследовательский компьютерный комплекс (восемь лабораторных работ) включает: исследования собственных частот, форм колебаний, размыва резонанса в винтовом тонком брусе, анализ общей и местных видов потери устойчивости, динамику пружинных механизмов с инерционным соударением витков.

В книгу вошли вопросы термодинамики, которые в совокупности образуют то, что принято называть «классической термодинамикой». Достаточно подробно изложены первый и второй законы термодинамики и их применение к бинарным системам, адиабатическим процессам, смешанным кристаллам и пр. Книга написана крупнейшим физиком-теоретиком конца прошлого столетия и, несомненно, вызовет интерес широкого круга читателей: от студентов и аспирантов до специалистов-математиков, физиков и историков науки.

Книга представляет собой курс лекций по электронной теории металлов, который читался для студентов старших курсов физических специальностей. Курс естественным образом вводит слушателей в систему современных представлений квантовой теории металлического состояния. Всюду можно видеть стремление автора в ясной форме представить все необходимые выкладки и вычисления, однако по замыслу этот курс призван дать лишь качественное описание только электронной структуры металлов и их свойств.

В предлагаемом курсе излагаются основы равновесной статистической физики. Курс состоит из двух частей: в первой части рассматривается классическая статистическая Физика, во второй - квантовая.

В российской литературе уже несколько десятилетий не издавалась литература по современной небесной механике. В этой небольшой книге выдающегося российского математика В. М. Алексеева (1932 - 1980) публикуются труды, посвященные качественным методам небесной механики и символической динамики; она состоит из лекций В. М. Алексеева в летней математической школе 1971 г. и нескольких статей, посвященный финальным движениям в задаче трех тел.

В настоящем пособии приведены основные вопросы программы, список литературы по курсу общей физики и методические указания по выполнению и оформлению лабораторных работ.

Представлены четыре лабораторные работы по курсу «Акустика», даны краткие теоретические сведения, задания и порядок выполнения лабораторных работ, а также методические указания к их выполнению.

Методические указания к выполнению восьми лабораторных работ по дисциплине «Теория механизмов и механика машин» содержит краткие теоретические сведения, необходимые для понимания физической сущности тех разделов дисциплины, которые подкрепляются экспериментальными исследованиями, а также описания моделей и лабораторных установок, порядок проведения выполняемых работ и отчетности по ним.

Рассмотрены принцип действия, основные погрешности и конструкция лазерного гироскопа, приведена методика его испытаний, описание лабораторной установки и пользовательского интерфейса программы обработки результатов экспериментов. В конце работы приведены контрольные вопросы.

Приводится описание и реализация лабораторной работы по измерению коэффициента диффузии паров воды в воздухе. Измерение проводится путем сравнения точного решения уравнения одномерной диффузии с экспериментальными зависимостями, полученными с помощью датчика локальной влажности.

В пособии рассмотрены физические величины в области защиты от излучений, нормы радиационной безопасности, методы расчета защиты от гамма-излучения радионуклидных источников, рентгеновского и тормозного излучения, защита ускорителей заряженных частиц, радиационные условия при космических полетах, основные правила безопасной работы с ионизирующими излучениями. Пособие содержит большое количество таблиц и номограмм, необходимых для проведения расчетов защиты, в конце каждой лекции имеются задания с контрольными вопросами и задачами.

Приведено описание и результаты выполнения лабораторной работы для изучения механических колебаний и резонанса. Осциллятором служит гальванометр.

В монографии представлены результаты исследования лазеров на парах металлов и их соединений с высокими частотами следования импульсов генерации. Рассмотрены основные схемы накачки и конструкции активных элементов лазеров на парах металлов. Проводится анализ физических процессов в плазме лазера, ограничивающих его частотные и энергетические характеристики. Большое внимание уделяется влиянию активных примесей на работу лазеров на парах металлов и их выходные характеристики. Рассмотрены некоторые перспективные приложения лазеров на парах металлов с высокими частотами следования импульсов.

Исследователи подтвердили возможность возникновения лавины электронов в наночастицах полупроводников при их освещении.

Рассказывается об экспериментах, которые пройдут на Большом адронном коллайдере.