МАТЕМАТИКА И ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ

Методические указания составлены в соответствии с программой курса «Химия» и содержат задания для проведения текущего контроля знаний, а также для самоконтроля при самостоятельной работе студентов.

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.

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.

B учебном пособии изложены вопросы организации и функционирования экологического контроля окружающей среды. Дано описание атмосферного воздуха, объектов гидросферы, почвы. Рассмотрены загрязнители, их классификация, нормирование, организация экологического контроля микроклимата в помещениях с точки зрения нормальной жизнедеятельности человека. Дана оценка экологического состояния экологической системы. Системно рассмотрены основные принципы ограничения техногенных выбросов, особенности их мониторинга, регламента проведения экоаудита, экоменеджмента.

Курс лекций по генетике разработан для самостоятельной работы студентов по дисциплинам «Ветеринарная генетика» и «Основы генетики».

Методические указания составлены в соответствии с программой курса «Химия». Приведены задания для проведения текущего контроля знаний, а также для самоконтроля при самостоятельной работе студентов.

Книга на основе постулатов квантовой механики объясняет сложную связь квантовой химии и квантовых вычислений. Показано, как можно использовать для этого Python и программные пакеты химических расчетов с открытым исходным кодом, такие как Qiskit. На примерах расчетов реальных атомов и молекул показано, как квантовая химия и квантовые вычисления помогают решать задачи химической науки и промышленности.

В пособии представлены контрольно-измерительные материалы по курсу «Окружающий мир» для 2 класса в тестовой форме. Порядок тем соответствует учебнику А.А. Плешакова УМК «Школа России», входящему в действующий федеральный перечень учебников. Все задания соответствуют требованиям ФГОС-2021 для начальной школы и Федеральной образовательной программы начального общего образования по предмету «Окружающий мир». Систематическая работа с материалами сборника позволит качественно подготовить учащихся к государственной аттестации. На предлагаемые материалы получены положительные отзывы после их апробации в трёх регионах России.

В пособии представлены контрольно-измерительные материалы по курсу «Окружающий мир» для 3 класса. Порядок тем соответствует учебнику А.А. Плешакова (УМК «Школа России»), входящему в действующий федеральный перечень учебников. Все задания соответствуют программе общеобразовательных организаций и требованиям ФГОС-2021 для начальной школы. Систематическая работа с материалами сборника позволит обучить школьников работе с тестами, что поможет в дальнейшем успешно выполнить задания государственной аттестации. В конце пособия даны ответы ко всем заданиям.

В пособии представлены контрольно-измерительные материалы по курсу «Окружающий мир» для 1 класса к учебнику А.А. Плешакова (УМК «Школа России»), входящему в действующий федеральный перечень учебников. Все задания составлены в соответствии с требованиями ФГОС НОО 2021 г. и федеральной образовательной программы начального общего образования по предмету «Окружающий мир». В конце издания ко всем заданиям приведены ответы.

В пособии представлены контрольно-измерительные материалы по математике для 1 класса. Порядок тем соответствует учебнику М.И. Моро и др. УМК «Школа России», входящему в действующий федеральный перечень учебников. Все задания соответствуют программе общеобразовательных организаций и требованиям ФГОС-2021 для начальной школы. Систематическая работа с материалами сборника позволит обучить школьников работе с тестами, что поможет в дальнейшем успешно выполнить задания государственной аттестации.

Учебное пособие соответствует второй части рабочей программы по физике для студентов факультета прикладной математики и информатики НГТУ НЭТИ, обучающихся по направлениям: 01.03.02 ‒ Прикладная математика и информатика, 02.03.03 ‒ Математическое обеспечение и администрирование информационных систем. Пособие состоит из двух частей. В первой части приведены сведения из раздела физики «Колебания и волны». Во второй части представлены описания компьютерных виртуальных работ практикума по разделу физики «Колебания и волны» и инструкции для выполнения виртуальных экспериментов на компьютере. Компьютерные виртуальные работы объединены в два программно-методических комплекса, выставляемых на сайте кафедры общей физики НГТУ НЭТИ.

Книга является пособием по одноименному курсу, введенному во всех вузах в качестве обязательного, и соответствует Государственным образовательным ресурсам. В ней в доступной и увлекательной форме рассмотрены закономерности развития науки, ее место в современной культуре и цивилизации, вопросы истории естествознания, а также его современное состояние. Для студентов вузов, преподавателей средних школ, учащихся старших классов колледжей и лицеев.

В данной монографии впервые создана новая аналитическая теория кристаллизации двухкомпонентных равномолярных металлических расплавов в диффузионно-релаксационном режиме. Эта аналитическая теория является естественным продолжением рассмотренной авторами проблемы роста кристаллов с простой кубической ячейкой и стехиометрического состава в кинетическом режиме кристаллизации аналогичных металлических расплавов. В основе представленной аналитической теории кристаллизации выше упомянутых расплавов лежит модель так называемой виртуальной переходной двухфазной зоны (ПДЗ), отделяющей собой две соприкасающиеся фазы — двухкомпонентный расплав металлических сплавов и растущий из него кристалл.

Как разбудить в ребёнке желание отвлечься от электронных гаджетов и обратить его взгляд к неиссякаемым источникам познания окружающего нас мира? Как рассказать о сложном в простой и увлекательной форме? Нет ничего проще! Предлагаемая читателям книга откроет для ребёнка двери в мир науки. С ней читатель шаг за шагом пройдёт путь настоящего естествоиспытателя, узнает, что такое космическое пространство и почему светят звёзды, что означает Пояс Койпера и облако Оорта и как затмение может быть приручённым. Вместе с автором книги он совершит захватывающее путешествие к звёздам, откроет тайны Пояса астероидов, загадки Луны и ледяного гиганта Нептуна. На практике познакомится с физическими явлениями, смастерит своими руками вулкан, лавовую лампу и много других интересных вещей.

Пособие содержит материал лекций по дисциплине «Биохимия человека». Подробно изложены разделы статической и динамической биохимии, в которых рассматриваются химический состав организма, обмен веществ и энергии, обмен углеводов, липидов, белков.

Учебное пособие содержит краткий теоретический материал по разделам: «Механика», «Молекулярная физика и термодинамика».

Пособие включает разделы: элементы теории множеств; основные формулы комбинаторики, случайные события, случайные величины.

Данное пособие содержит дидактические материалы по ряду тем школьного курса математики, которые будут полезны при обучении учащихся инженерных классов: элементы математической логики, метод математической индукции, формула бинома Ньютона, множества, комплексные числа, функции, предел последовательности, предел функции, интегральное исчисление, дифференциальные уравнения. Каждая глава пособия содержит разбор полезных для изучения темы примеров и варианты самостоятельных и контрольных работ.

Пособие является десятым выпуском учебника по всем разделам курса математики для бакалавров гидрометеорологических направлений, соответствует государственному образовательному стандарту и действующим программам. Активизация познавательной деятельности студентов, выработка у них способности самостоятельно решать достаточно сложные проблемы может быть достигнута при такой организации учебного процесса, когда каждому студенту выдаются индивидуальные домашние задания (ИДЗ) с обязательным последующим контролем их выполнения и выставлением оценок.

Пособие является одиннадцатым выпуском учебника по всем разделам курса математики для бакалавров гидрометеорологических направлений, соответствует государственному образовательному стандарту и действующим программам. Активизация познавательной деятельности студентов, выработка у них способности самостоятельно решать достаточно сложные проблемы может быть достигнута при такой организации учебного процесса, когда каждому студенту выдаются индивидуальные домашние задания (ИДЗ) с обязательным последующим контролем их выполнения и выставлением оценок.

«Любая история, в том числе история развития жизни на Земле, — это замысловатое переплетение причин и следствий. Убери что-то одно, и все остальное изменится до неузнаваемости» — с этих слов и знаменитого примера с бабочкой из рассказа Рэя Брэдбери палеоэнтомолог Александр Храмов начинает свой удивительный рассказ о шестиногих хозяевах планеты. Мы отмахиваемся от мух и комаров, сражаемся с тараканами, обходим стороной муравейники, что уж говорить о вшах! Только не будь вшей, человек остался бы волосатым, как шимпанзе. Да и вообще в отсутствие насекомых позвоночные никогда не вышли бы на сушу, так как им там нечем было бы питаться. Да, о насекомых есть немало книг, но эта первая, которая рассказывает о них с точки зрения их становления и исторического развития. Палеоэнтомология — не математика, многое в этой стремительно развивающейся науке строится на гипотезах и интерпретациях, но благодаря появлению все новых данных и исследовательских методов ученые могут поделиться с нами захватывающими открытиями и догадками, добавляя очередные фрагменты в картину мира. И автор делает это увлеченно и талантливо.

В первом томе двухтомника приводится общее описание системы КОМПАС-3D V10, рассматриваются принципы создания эскизов и формирования чертежей, создание и оформление чертежей и текстовых документов. Система КОМПАС-3D V10 — это мощная, постоянно совершенствующая система автоматизированного проектирования (САПР) среднего уровня, максимально настроенная под российские стандарты. В настоящее время системой КОМПАС владеют свыше 2,5 тысяч предприятий в России и ближнем зарубежье. Эта система содержит мощные средства параметрического твердотельного и поверхностного проектирования деталей и узлов, создания плоских чертежей по пространственной модели, средства просмотра и анализа конструкций, установки размеров, оформления чертежей, создание спецификаций в ручном и полуавтоматическом режимах, автоматического выполнения простановки допусков по заданным предельным отклонениям и много других возможностей. Система предъявляет минимальные требования к компьютеру, быстро устанавливается и отличается высокой эффективностью и производительностью.

Во втором томе описывается создание сборочных чертежей, сборок и спецификаций, создание листовых деталей и поверхностей, построение вспомогательных плоскостей и геометрических объектов, а также рассматривается настройка системы. Система КОМПАС-3D V10 — это мощная, постоянно совершенствующая система автоматизированного проектирования (САПР) среднего уровня, максимально настроенная под российские стандарты. В настоящее время системой КОМПАС владеют свыше 2,5 тысяч предприятий в России и ближнем зарубежье. Эта система содержит мощные средства параметрического твердотельного и поверхностного проектирования деталей и узлов, создания плоских чертежей по пространственной модели, средства просмотра и анализа конструкций, установки размеров, оформления чертежей, создание спецификаций в ручном и полуавтоматическом режимах, автоматического выполнения простановки допусков по заданным предельным отклонениям и много других возможностей. Система предъявляет минимальные требования к компьютеру, быстро устанавливается и отличается высокой эффективностью и производительностью.

В книге рассматриваются вопросы наиболее перспективного направления исследований в информационно-коммуникационных технологиях — модели квантовых вычислений. Текст построен как можно более просто — главной задачей автор поставил для себя возможность чтения книги без наличия специальных знаний по квантовой механике и другим естественным наукам, наполненным математическим анализом. В качестве языка программирования, при помощи которого иллюстрируются многочисленные примеры, выбран функциональный язык Haskell, поэтому читатель должен владеть этим языком для полноценного чтения книги.

Рассмотрены вопросы: территориальной интерпретации экологической информации, районирования территории по экологической напряженности, способы картографических изображений, картографирование различных видов загрязнения природных сред, географический анализ загрязнения.

Рассмотрены явления, обусловленные взаимодействием на уровне элементарных частиц, атомных ядер, атомов, атомных слоев и требующие квантово-механического подхода к своему описанию и моделированию в силу малости взаимодействующих объектов. Изложены основные отличия квантового описания от классического. Представлены базовые модели, лежащие в основе квантово-механического моделирования нано- и фемтоструктур. Приведены оригинальные задания для самостоятельной проработки.

В учебно-методическом пособии приведены тезисные теоретические основы и методики определения показателей климата местности, используемых при планировке и застройке населенных пунктов, конструировании и проектировании инженерных систем зданий. Учебно-методическое пособие построено в форме примера пояснительной записки к курсовой работе (курсовому проекту) с указаниями для выполнения расчетов ветровых, температурных и актинометрических показателей рассматриваемой местности.

В курсе лекций рассмотрены история развития генетики, цитологические и молекулярные основы наследственности, генетика пола и хромосомная теория, мутационная изменчивость, генетические заболевания, генетический полиморфизм и иммуногенетика.

Проводится анализ современных подходов к изучению магнитных свойств многоядерных координационных соединений, рассматриваются известные теоретические модели, и предлагаются новые подходы, использующие потенциал квантово-химических расчетов.

Рассмотрены особенности теоретических методов исследования в химии, основные квантово-химические подходы и методы. Приведены примеры квантово-химического моделирования молекулярного строения и некоторых физико-химических свойств химических соединений.

Содержит лабораторные работы по основным разделам дисциплины «Коллоидная химия», предваренные кратким теоретическим введением. Предложены контрольные вопросы для самостоятельной проработки теоретического материала, а также вопросы для самоконтроля знаний по основным разделам дисциплины.

Рассмотрены основные аспекты теории координационных (комплексных) соединений d-элементов и химические реакции с их участием. Содержит примеры решения заданий, вопросы и задания для аудиторной и самостоятельной работы, а также справочные материалы.

Ежеквартальный журнал «Кадры инновационного развития» учрежден Московским государственным техническим университетом им. Н. Э. Баумана для поддержки реализации стратегических задач Университета в области научно-исследовательской, образовательной и воспитательной политики, развития востребованных компетенций в научной, технологической, инженерной и социальной сферах.

В пособии в форме развернутого планирования отражен практический опыт преподавания курса биологии, раздел «Животные». Книга поможет учителю биологии распределить учебный материал, выстроить основные этапы уроков.

Пособие соответствует государственному образовательному стандарту дисциплины «Компьютерное моделирование» направления подготовки бакалавров 270303 «Системный анализ и управление» и профиля подготовки «Теория и математические методы системного анализа и управления в технических, экономических и социальных системах». Рассмотрены возможности применения математического редактора MathCAD для научных и инженерных расчетов от элементарной математики до реализации сложных численных методов.

Клещевой вирусный энцефалит является одним из распространенных природно-очаговых заболеваний Российской Федерации, эпидемиологически значимым для территории Северо-Западного федерального округа, в частности для Архангельской области. Цель настоящей работы – выявить особенности эпидемиологической ситуации по клещевому вирусному энцефалиту в Архангельской области в 2020–2021 годах (период пандемии новой коронавирусной инфекции – COVID-19) в сравнении с данными 2016–2018 годов. Материалы и методы. Проанализированы сведения, взятые из федеральных форм статистического наблюдения, об уровне заболеваемости населения (в т. ч. детей), возрастной и социальной структуре заболеваемости, клинических формах, иммунизации против клещевого вирусного энцефалита за период 2016–2021 годов на эндемичных территориях Архангельской области. Результаты. Установлен более высокий уровень заболеваемости клещевым вирусным энцефалитом до пандемии COVID-19 в сравнении с уровнем 2020–2021 годов как в Российской Федерации, так и в Архангельской области. Клещевой вирусный энцефалит встречается преимущественно в южных районах области, но с годами увеличивается количество случаев болезни в арктических ее районах (особенно в северных городах). На территории Архангельской области отмечен рост числа вакцинированных против клещевого вирусного энцефалита жителей (как взрослых, так и детей), что способствует снижению числа заболевших. Исследование подтвердило, что эпидемиологическая ситуация по клещевому вирусному энцефалиту в Архангельской области продолжает требовать активного применения мер профилактики. Ограничения, связанные с COVID-19, способствовали сдерживанию эпидемических процессов инфекционных заболеваний, в т. ч. природно-очаговых. Вместе с тем снижение объемов профилактических мер в период пандемии, несомненно, негативно отразилось на показателях заболеваемости.

Проведен комплексный ретроспективный эколого-физиологический анализ табличных показателей сухой массы древостоев рода Piceа, произраставших от Северо-Запада до Дальнего Востока России. Эколого-физиологические показатели рассчитаны на один организм (условное дерево средней массы). Биологическую продуктивность устанавливали по относительному повышению средней сухой массы дерева в смежных возрастных периодах. Количественные данные минеральной продуктивности определяли по методу В.М. Лебедева, чистой продуктивности фотосинтеза – по А.А. Ничипоровичу на уровне организма в древостоях каждого возрастного периода в диапазоне от 10–30 до 120–210 лет. Во всех регионах отмечено снижение с возрастом дерева поглощения N в 14,9–93,7; Р – в 18,7–119,9 и K – в 15,4–134,4 раза. Резкое уменьшение поглощения элементов продолжалось до 50–60-летнего возраста, после чего стабилизировалось на крайне низком уровне. Ухудшение поглотительной деятельности корней привело к падению чистой продуктивности фотосинтеза и биологической продуктивности в 2,88–14,0 и 1,64–2,60 раза соответственно. Связь поглощения N, Р и K с чистой продуктивностью фотосинтеза и биологической продуктивностью во всех зонах была высокой положительной. Различия в пределах России в насаждениях 30, 60, 90 и 120 лет величины чистой первичной продукции достигли 5,0, 4,7, 4,6 и 5,2 раза соответственно, а чистой минеральной продуктивности по азоту – 4,0, 4,3, 4,8 и 4,6 раза соответственно. Связь между этими двумя показателями характеризовалась как высокая положительная. Во всех регионах связь между количеством поглощенного корнями ели азота и эффективностью его использования при формировании единицы биомассы была высокой отрицательной. Лучшими регионами для произрастания растений ели оказались центр Русской равнины и Среднее Поволжье, а худшими – Красноярский и Хабаровский (север) края.

В пособии представлен лекционный курс по основным разделам дисциплины «Основы природопользования». Пособие будет полезно студентам бакалаврам направления агрохимия и агропочвоведение, преподавателям и аспирантам.

В учебном пособии рассмотрены теоретические и экспериментальные исследования физики колебательных и волновых явлений в механике и электромагнетизме, изучаемые в общем курсе физики технических университетов.

Содержит краткую теоретическую справку, задания к практическим занятиям, вопросы и задания, рассматриваемые в рамках тем, тестовые задания и кроссворды для самопроверки знаний, примерный тест-билет для проведения промежуточной аттестации, задания к контрольной работе для студентов заочной формы обучения, глоссарий, список рекомендуемой литературы.

В далеком 1974 году появился кубик Рубика, который сразу же приобрел необыкновенную популярность во всем мире. Неудивительно, скажете вы, ведь тогда не было интернета, а головоломка захватывала умы взрослых и детей на многие часы. Но как объяснить новую волну популярности кубика Рубика в наше время и появление целого движения поклонников головоломки — спидкубинга? Что такого в этой загадочной игрушке, интерес к которой не угасает уже почти 50 лет? Ответы вы найдете в книге самого Эрнё Рубика, который увлекательно описал не только историю создания своего знаменитого детища, но и свою жизненную философию. На этих страницах — размышления автора о любопытстве, человеческой природе, законах творчества и вдохновении, о любви к тому, что делаешь, и нестандартном подходе к решению задач.

Любому школьнику сложно: столько уроков, домашних заданий, книг и учебников. А сколько еще сложностей: проблемы с одноклассниками, встречи с новым и неизведанным, выбор будущей профессии и своего пути. Как во всем этом не запутаться? Как принимать правильные, логически выверенные решения? Как не запутаться в огромном океане информации? Логика и критическое мышление, один из самых ключевых навыков ХХI века. Эта книга как раз об этом. Она интересная и нескучная, в ней собраны 10 историй, с которыми так или иначе встречался каждый. Авторы этой книги, настоящие исследователи критического мышления, помогут найти правильные ответы и все разложить по полочкам.

Автор книги берет на себя задачу простыми словами рассказать о физике повседневного мира. В отличие от многих популяризаторов науки, он предлагает читателю не набор разрозненных фактов для запоминания, а ряд оригинальных примеров, требующих аналитического подхода. В чем особенность приливных волн на Луне? Как рассчитать энергию движущейся воды? Можно ли при помощи секундомера измерить глубину ямы? Какие силы действуют на бейсбольный мяч в полете? В каждой главе содержатся постановка и описание нестандартной задачи. Еще одна цель книги – реабилитация математики, которую неспециалисты традиционно считают сложной наукой. Первая глава предназначена для быстрой проверки того, есть ли у читателя фундаментальные знания математики, необходимые для чтения книги. В примечаниях в конце глав приводятся ссылки на полезную литературу по обсуждаемой теме.

Гарвардский математик, лауреат Филдсовской премии Яу Шинтун дал геометрическое обоснование «первой струнной революции», предложил принципиально новые идеи в понимании массы и кривизны и теоретически доказал стабильность нашей Вселенной. В своей автобиографической книге Яу рассказывает о невероятном пути, который привел его к математическому Олимпу. Бедное детство в Китае и Гонконге, учеба в аспирантуре в Беркли в разгар протестов, связанных с Вьетнамской войной, доказательство гипотезы Калаби, за которое он был удостоен Филдсовской медали, работа на двух континентах — в Китае и Америке, развитие новой области математики — геометрического анализа. Эту новую область Яу создал вместе с друзьями и коллегами, проложив путь к решению нескольких важных и очень трудных задач, стоявших перед наукой десятки и даже сотни лет. В чем их суть — есть шанс разобраться, прочитав книгу. Ведь цель авторов не только рассказать о жизни одаренного математика и академической среды, но и приблизить читателя к пониманию актуальных концепций и задач математики и теоретической физики.

В этой книге исследуются квантовые вычисления – развивающаяся платформа, которая фундаментально отличается от вычислений на современных цифровых платформах. И хотя полномасштабное использование квантовых компьютеров еще впереди, готовиться к этому будущему важно уже сейчас. Книга состоит из трех частей. В первой показано, на чем основывается проектирование квантовых компьютеров и схем и какие проблемы могут быть решены с помощью квантовых вычислений. Вторая часть предназначена для читателей, которые хотят углубиться в программирование, обеспечивающее работу этих новых компьютеров: здесь приводятся и подробно разбираются примеры кода (в основном на языке Python), излагается концепция квантового превосходства. В третьей части рассмотрен набор инструментов, критически важных при осуществлении квантовых вычислений.

Эта книга — задачник по физике, но задачник необычный. Здесь вы не встретите знакомых сюжетов, которые порой навевают тоску: авторские задачи миниатюры знакомят вас с яркими природными явлениями или необычными закономерностями из самых разных разделов физики. Вы удивитесь: несмотря на то что предлагаемые задачи выходят далеко за пределы школьной и даже университетской программы, благодаря предисловию и подсказкам они вполне по силам любознательному школьнику. А завершает каждую задачу научно-популярное послесловие — рассказ о том, как с этим вопросом разбираются сами ученые. Автор приглашает к разговору о современной физике всех, кому недостаточно кратких новостей науки. Книга выходит в серии «Научно-популярные задачи».

Гарвардский математик, лауреат Филдсовской премии Яу Шинтун дал геометрическое обоснование «первой струнной революции», предложил принципиально новые идеи в понимании массы и кривизны и теоретически доказал стабильность нашей Вселенной. В своей автобиографической книге Яу рассказывает о невероятном пути, который привел его к математическому Олимпу. Бедное детство в Китае и Гонконге, учеба в аспирантуре в Беркли в разгар протестов, связанных с Вьетнамской войной, доказательство гипотезы Калаби, за которое он был удостоен Филдсовской медали, работа на двух континентах — в Китае и Америке, развитие новой области математики — геометрического анализа. Эту новую область Яу создал вместе с друзьями и коллегами, проложив путь к решению нескольких важных и очень трудных задач, стоявших перед наукой десятки и даже сотни лет. В чем их суть — есть шанс разобраться, прочитав книгу. Ведь цель авторов не только рассказать о жизни одаренного математика и академической среды, но и приблизить читателя к пониманию актуальных концепций и задач математики и теоретической физики.

Содержит три раздела, структурированных в соответствии с четырьмя задачами домашних заданий по первому и второму модулям дисциплины «Физика и естествознание» (разделы «Механика», «Термодинамика»). Все задачи имеют многовариантные условия. Даны примеры решения типовых задач.

В издании изложены основы физико-химии поверхностных явлений и адсорбции, сведения о свойствах дисперсных систем и растворах высокомолекулярных соединений.