ФИЗИКА

Содержит теоретический материал и описания лабораторных работ по разделу общего курса физики «Проводники и диэлектрики в электростатическом поле». Описания лабораторных работ включают порядок их выполнения, методику расчета и обработки результатов проведенного эксперимента.

Рассмотрены различные виды ультразвуковых колебательных систем и их классификация. Описан механизм влияния ультразвука на свойства сталей и сплавов, а также полимерных композиционных материалов. Представлена методика проектирования и расчета волноводной системы.

Письма в Журнал технической физики основаны в 1975 году и по своему содержанию служат аналогом американского журнала Applied Physics Letters. Журнал предназначен для срочной публикации кратких статей о последних достижениях в области физики, имеющих перспективу технического применения. Публикация в Письмах в ЖТФ не только не исключает, но и предполагает публикацию развернутых работ на ту же тему как в ЖТФ, так и в соответствующих специализированных журналах (Физика твердого тела, Физика и техника полупроводников, Радиотехника и электроника, Физика плазмы, Квантовая электроника и др.). Поэтому тематика публикуемых Письмами в ЖТФ статей шире тематики ЖТФ.

В книге представлены результаты исследований бинарных систем твердых растворов на основе мультиферроиков феррита висмута, феррониобата свинца и манганита висмута. При помощи современных методов исследований получены данные о кристаллической и зеренной структуре, пиросегнетоэлектрических, диэлектрических, магнитных и магнитоэлектрических свойствах полученных соединений. Рассматриваются вопросы практического применения разработанных материалов.

Рассмотрены аппаратурные и геофизические эффекты, являющиеся источниками погрешностей навигационных измерений в глобальных навигационных спутниковых системах. Приведены подробные математические модели измерений ГЛОНАСС и GPS, а также их линейные комбинации, используемые в режиме высокоточного абсолютного местоопределения и в других режимах. Описаны методы компенсации соответствующих систематических смещений, приведены численные оценки и модели. Уделено внимание особенностям обработки высокоточных, но неоднозначных псевдофазовых измерений, использование которых является одним из ключевых факторов достижения сантиметровой точности определения координат потребителя.

Рассмотрены основные сведения из разделов дисциплины «Сопротивление материалов», относящихся к вопросам расчета на прочность и устойчивость статически определимых и статически неопределимых стержневых систем. Приведены решения задач и задания для самостоятельной работы.

В этой книге затронуты вопросы взаимосвязи физико-химических явлений в окружающей среде с изменениями климата и экологической ситуации на Земле, что определяет междисциплинарность ее содержания. Показана важнейшая роль взаимодействий на межфазных границах минерал/вода в процессах формирования и выветривания горных пород, в миграции химических элементов и веществ. Многочисленные практические примеры реальных природных экосистем и регионов, а также предлагаемые задачи помогают лучше понять необходимость тщательного изучения физико-химического аспекта биогеохимических процессов на уровне наноразмерных структур, без чего невозможно создание глобальной сети экологического мониторинга.

В учебном пособии в краткой форме представлены фундаментальные законы и понятия электричества. Изложенный материал позволяет студентам I курса повторить, закрепить и систематизировать основные знания по электричеству, полученные в средней школе. Эти знания, будучи базовыми, создают основу для дальнейшего успешного освоения электроэнергетики и электротехники. Учебное пособие может быть использовано для изучения курса «Введение в направление», а также при подготовке к изучению теоретических основ электротехники. Пособие может быть также полезно студентам других специальностей, изучающим общую электротехнику.

В первом томе комплекса учебников «Прикладная механика сплошных сред» приведены основные элементы векторного и тензорного анализа, необходимые и достаточные для изучения краткого курса «Основы механики сплошных сред», излагаемого с помощью математического аппарата тензорного исчисления. Рассмотрены понятия и соответствующие физические величины, используемые для описания движения и состояния материального континуума. Выводятся уравнения и соотношения, справедливые для описания поведения любых сплошных сред независимо от их агрегатного состояния и физико-механических свойств. Описаны основные реологические модели сплошных сред и приведены соответствующие физические соотношения. Даны общие принципы постановки задач механики сплошных сред и примеры постановки ряда практических задач. В приложении приведены примеры решения типовых задач. В основу учебника положен материал лекций, читаемых авторами студентам МГТУ им. Н.Э. Баумана.

В третьем томе комплекса учебников серии «Прикладная механика сплошных сред» изложены вопросы использования разностных методов вычислительной математики применительно к задачам физики быстропротекающих процессов. Рассмотрены фундаментальные понятия теории разностных схем, представлены основные сеточные конечно-разностные методы, численный метод характеристик, конечно-разностные методы семейства частиц в ячейках. Приведены постановки, алгоритмы численного решения и результаты решения ряда одномерных и двумерных нестационарных задач при использовании лагранжевых, эйлерово-лагранжевых и эйлеровых методов. Обсуждены проблемы технологии проведения вычислительного эксперимента и приведены примеры, демонстрирующие возможности численного моделирования как инструмента исследования быстропротекающих процессов. Материал учебника предназначен для первоначального ознакомления учащихся высших технических учебных заведений с теорией разностных схем и основами практического использования численных методов при решении задач физики взрыва и механики высокоскоростного соударения различных деформируемых тел и сред. В основу учебника положен материал лекций, читаемых авторами студентам МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Во втором томе комплекса учебников серии «Прикладная механика сплошных сред» изложены современные представления о процессе разрушения деформируемого твердого тела в условиях статического, динамического и ударно-волнового нагpужения. Систематизированы основные феноменологические модели статического, динамического и ударно-волнового разрушения деформируемого тела - от физического представления процессов деформирования и разрушения тела до детального описания хрупкого и вязкого разрушения с позиций микро- и макроразрушений. Рассмотрены проблемы прочности тела при деформировании, а также вопросы образования и распространения трещин в хрупких и пластичных материалах. Даны основы механики рассеянных повреждений и линейной механики разрушения. Подробно описаны процессы распространения ударных волн и волн разрежения в твёрдых телах, механика и морфология высокоскоростного деформирования и разрушения материалов при ударно-волновом нагpужении. В основу учебника положен материал лекций, читаемых автором студентам МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Книга содержит результаты исследований пироэлектрических, диэлектрических и флексоэлектрических свойств сегнетоэлектриков и мультиферроиков. Приведены примеры использования сегнетокерамических материалов в пьезоэлектрических преобразователях энергии и рассмотрены конструктивные особенности преобразователей консольного типа. Книга посвящается 50-летнему юбилею со дня основания Научно-исследовательского института физики Южного федерального университета.

В настоящем учебном пособии, состоящем из двух книг, приведён материал, входящий в состав программы курса «Квантовая механика и статистическая физика». В первой части пособия рассматриваются основные положения квантовой механики и теория колебаний различного типа в объёме кристаллических структур диэлектриков, полупроводников и металлов. Рассмотрены также кинетические процессы в различных твердотельных кристаллических структурах, применяемых в полупроводниковой радиоэлектронике. В учебном пособии также имеются контрольные вопросы для проверки уровня освоения материала и справочные базовые соотношения операторного исчисления.

Методические указания содержат работы для студентов по курсу «Биомеханика», описание и последовательность их выполнения. Приводятся необходимые теоретические сведения, которые могут быть использованы студентами при выполнении работы. Использование данного практикума может способствовать лучшему освоению программного материала, обеспечит формирование у бакалавров подхода к использованию биологических и физических методов при решении профессиональных задач в области биомедицинских технологий.

В книге собраны самые популярные лекции знаменитого австрийского физика-теоретика, одного из создателей квантовой механики, прочитанные им в разные годы. В первой части Шрёдингер с позиций теоретической физики обсуждает общие проблемы физического подхода к различным явлениям жизни, причины макроскопичности, многоатомности организма, механизма наследственности и мутаций. Вторая часть включает лекции, описывающие положение дел в физике, сложившееся в результате постепенного развития науки к середине 50-х годов XX века, раскрывающее отношение Шрёдингера к научным достижениям как к стремлению человека познать свое место во вселенной. В третьей части автор затрагивает вопросы о роли науки в жизни человека, ценности научного знания и этики преподавателя; вопросы отношения разума и материи, формы и содержания, отличий представлений современной физики от взглядов ученых эпохи «доквантовой физики».

Подробные поурочные разработки ориентированы на учителей, работающих с учебником А.В. Перышкина (М.: Дрофа), и содержат весь необходимый материал для полноценного проведения уроков физики в 9 классе. В издании кроме сценариев уроков приведены методические советы и рекомендации, разноуровневые контрольные работы по каждому разделу, тестовые и проверочные работы. Подходит к учебникам «Физика» в составе УМК А.В. Пёрышкина, Е.М. Гутник 2015–2018 гг. выпуска.

Подробные поурочные разработки ориентированы на учителей, работающих с учебником А.В. Перышкина (М.: Дрофа) и содержат весь необходимый материал для полноценного проведения уроков физики в 8 классе. В издании кроме сценариев уроков приведены методические советы и рекомендации, разноуровневые контрольные работы по каждому разделу, тестовые и проверочные работы. Подходит к учебникам «Физика» в составе УМК А.В. Пёрышкина 2012–2018 гг. выпуска.

Подробные поурочные разработки ориентированы на учителей, работающих с учебником А.В. Перышкина (М.: Дрофа), и содержат весь необходимый материал для полноценного проведения уроков физики в 7 классе. В издании кроме сценариев уроков приведены методические советы и рекомендации, разноуровневые контрольные работы по каждому разделу, тестовые и проверочные работы. Подходит к учебникам «Физика» в составе УМК А.В. Пёрышкина 2012–2018 гг. выпуска.

В книге учитель сможет найти все необходимые для подготовки и проведения полноценных уроков материалы: подробные планы уроков, методические советы и рекомендации, контрольные и лабораторные работы, тестовые и проверочные задания, демонстрационные эксперименты. Пособие содержит полный комплект поурочных планов, соответствующих учебникам физики для 11 класса Г.Я. Мякишева, Б.Б. Буховцева (М.: Просвещение) и В.А. Касьянова (М.: Дрофа). Полноценно может использоваться с разными учебными комплектами, предоставляя педагогу возможность вариативного освещения тем курса. Подходит к учебникам: «Физика (базовый и профильный уровни)» в составе УМК Г.Я. Мякишева, Б.Б. Буховцева 2004–2014 гг. выпуска; «Физика» в составе УМК В.А. Касьянова 2004–2007 гг. выпуска.

Приведены основы термометрии, последовательность подготовки к измерению температуры на практике, а также рекомендации к определению и коррекции погрешности измерений. Предназначено для формирования у обучающихся системных знаний по проведению измерений температуры и обработке полученных данных.

Представлены методы и алгоритмы планирования температурных измерений, предназначенных для последующего определения характеристик теплопереноса частично прозрачных пористых материалов. Приведены примеры использования алгоритмов решения задач, рассмотрены результаты их применения при планировании температурных измерений на этапе подготовки стендовых тепловых испытаний образцов теплозащитных материалов и элементов теплонагруженных конструкций.

Рассмотрены примеры решения типовых задач по теме «Статика». Приведены варианты задач домашнего задания.

Представлены примеры выполнения и варианты курсового задания по теме «Плоская статика» дисциплины «Теоретическая механика». Методические указания могут быть полезны и при изучении других разделов механики (решение задач статики).

Поскольку прикладная механика включает в себя основные разделы курсов теоретической механики, сопротивления материалов и деталей машин, в пособии даются четыре многовариантных расчетно-графических задания (РГЗ). Первое РГЗ – по теоретической механике (расчет опорных реакций); второе и третье РГЗ – по сопротивлению материалов (расчет на прочность); четвертое ЗГЗ – по курсу деталей машин (расчет и проектирование основных видов соединений деталей). Предварительно приводится необходимая теория для выполнения РГЗ, а в конце пособия – примеры выполнения РГЗ.

В учебном пособии в краткой форме представлены фундаментальные законы и понятия электричества. Изложенный материал позволяет студентам I курса повторить, закрепить и систематизировать основные знания по электричеству, полученные в средней школе. Эти знания, будучи базовыми, создают основу для дальнейшего успешного освоения электроэнергетики и электротехники.

Посвящена изучению процесса тепломассообмена в вихревых контактных аппаратах. Изложены результаты физических экспериментов и моделирования в универсальном моделирующем пакете ChemCAD и в программном обеспечении Wolfram Mathematica процессов контактной конденсации в аппарате вихревого типа, а также распыливания жидкостей центробежной форсункой с винтовым завихрителем.

Изложены теоретические сведения по разделам курса «Математика: Поверхностные интегралы. Элементы теории поля. Их приложения к механике, физике и теплотехнике». Приведены разнообразные задачи и примеры по темам, также подобраны задачи для самостоятельного решения. Включено тридцать вариантов расчетного задания.

Изложены основы метрологического обеспечения некоторых средств измерений и приведены практические работы, отражающие основные подходы, реализуемые при получении и изучении метрологических характеристик средств измерений.

Пособие соответствует программам курсов физики для вузов указанного профиля. Оно содержит необходимый учебный материал по разделу физики "Механика".

В монографии обобщаются результаты длительных (5,5-годичных) испытаний полистирольного пенопласта при постоянном сжимающем напряжении. Подход к изучению деформаций материала является феноменологическим, то есть осуществлено рассмотрение реологического поведения тела (пенополистирольного образца) в целом без вникания во внутреннее строение изделия и происходящих в его структуре изменениях в результате внешних силовых воздействий.

Содержатся исследования ползучести минераловатных плит при действии постоянных во времени сжимающих напряжений. Подход к изучению деформаций материала является феноменологическим, то есть осуществлено рассмотрение реологического поведения тела (минераловатных образцов) в целом без вникания во внутреннее строение изделия и происходящих в его структуре изменениях в результате внешних силовых воздействий.

Графен называют новым технологическим прорывом, который можно применить везде. Графен тоньше и прочнее алмаза, он может проводить электричество гораздо лучше меди и кремния. Открытие графена называют одним из самых удивительных событий в физике XXI века. Двое ученых, выходцев из России, создали чудо-материал буквально на коленке и получили за его открытие Нобелевскую премию по физике в 2010 году. С этого времени графен предопределяет развитие многих инновационных сфер научной и промышленной деятельности: это решение проблем чистой воды, загрязнения окружающей среды и изменения климата; перспектива создания полноценных конечностей, органов и даже нервов; экологичные источники энергии; гибкие дисплеи смартфонов и сверхтонкая одежда, выдерживающая низкие температуры; быстрые компьютеры и легкие прозрачные самолеты...

Для большинства энтропия — понятие тающее, абстрактное, многие справедливо связывают его с термодинамикой, с энергией и температурой. Между тем энтропия — это фундаментальный научный термин, мера хаоса и неупорядоченности. Это уникальное физическое понятие, описывающее направление процесса, и одно из главных философских, поскольку энтропия играет существенную роль в наших представлениях о реальности. Энтропия — основание и объяснение того, что прошлое окаменело и застыло, а будущее неопределенно и пластично. Энтропия связана не только с движением молекул, рождением новых биологических видов, но с мыслительным процессом и творческим поиском. Энтропия проявляет себя и в теории информации: подобно тому как энергия связала вещество и движение, энтропия связала и вещество, и движение с информационной субстанцией. В книге подробно и увлекательно изложены законы термодинамики — матери энтропии — важнейшие законы, управляющие Вселенной. Автор прослеживает взаимосвязи таких категорий, как вещество, энергия, информация, и убедительно доказывает, что энтропия служит источником зарождения нового, будоражит и стимулирует жизнь.

Учебно-методическое пособие разработано с целью помочь студентам лучше подготовиться к педагогической практике в основной школе, уяснить предъявляемые к ним требования, правильно и последовательно выполнить задачи, возлагаемые на них в период прохождения практики.

В книге рассматриваются философские и естественнонаучные основания психотерапии переживанием. В частности, речь идет о концепции первичного опыта. Автор предпринимает довольно глубокий экскурс в философию, а также в базовые основания квантовой физики. В книге также довольно подробно излагается сущность теории поля, которая лежит в основе психотерапии переживанием. Основываясь на всем этом, предлагается оригинальная модель психотерапии, которая имеет колоссальные ресурсы для трансформации человека и реальности его жизни.

Методические указания разработаны в соответствии требованиями ФГОС ВО подготовки бакалавров по направлению 08.03.01 «Строительство», и рабочей программой по указанной дисциплине. Методические указания предназначены для оказания помощи студентам при выполнении самостоятельных работ по сопротивлению материалов. Состав и содержание теоретического материала и задач, помещенных в методических указаниях, учитывают специфику подготовки обучающихся по указанному направлению. В представленной работе приводятся краткое изложение теории с основными расчетными формулами и примеры решения задач, а также необходимые сведения и справочная литература для осуществления расчетов элементов конструкций и сооружений на прочность, жесткость и устойчивость.

Изложены основы теории технологического моделирования, рассмотрены различные аспекты выполнения общих и частных задач, а также методики планирования эксперимента и обработки его результатов. Приведены рекомендации по выполнению лабораторных и расчетно-графических работ по курсам «Технологическое моделирование» и «Решение технологических задач с применением ЭВМ».

Изложены теоретические основы составления гиперболических уравнений колебания однородной изотропной упругой пластины, предварительно напряженной пластины, пластины переменной толщины, трехслойной пластины; показаны пределы применимости полученных уравнений и приближенные методы их решения, приведены примеры числового расчета.

В пособии рассмотрены выводы определяющих плоскую изотропную среду соотношений, показаны способы решения краевых задач с помощью полиномов, тригонометрических рядов и функций комплексного переменного, приведены примеры. В некоторых задачах показано распределение напряжений, возникающих в телах под действием внешних сил. По каждой теме приводится теоретическая справка.

В учебном пособии акцентируется прикладной и проективный характер современного философского знания, обусловленный формированием сложного нелинейного информационно-сетевого общества. Современная философия занимается не только концептуально-методологической разработкой проблем естественных, технических и социально-гуманитарных наук, но и проектированием и исследованием возможных миров социальной практики, что приобретает особое значение на современном этапе развития человеческой цивилизации. В пособии рассматриваются актуальные проблемы прикладной философии, а также новые методологические подходы, разрабатываемые с позиции целостного единства мира и природы человека в свете древнеегипетской эзотерической синтетической философии как основания мировой философии и в контексте новейших высоких технологий.

Подготовлено на кафедре физики твердого тела и наноструктур физического факультета Воронежского государственного университета.

Установлено, что форма провисания нерастяжимой нити, значительно превышающей по длине расстояние между ее креплениями, никак не связана с механическими характеристиками материала нити и ее растяжимостью, а определяется простейшими геометрическими уравнениями. Полученное решение подчеркивает различие между расчетом гибких нитей, длина которых превышает расстояние между креплениями, и нитей, имеющих, равную указанному расстоянию или меньшую длину (т.е. нитей с предварительным натяжением). Уточнен метод определения длины провисающей нити, закрепленной между двумя точками, имеющими произвольную разность высот. За счет точного вычисления интегральных длин двух частей нити от точки с минимальной высотой над поверхностью земли до двух точек крепления. Уточнен расчет нагрузок действующих на точки крепления нити.

Подробно описаны методики кинематического анализа и синтеза сложных эпициклических зубчатых механизмов, метрического синтеза по заданным условиям рычажных механизмов, их кинематического, силового расчетов и уравновешивания. Учебное пособие содержит комплекты заданий для курсового проектирования по дисциплине «Прикладная механика» (раздел «Схемный анализ и синтез механизмов») разных уровней сложности и комплект исходных данных для домашнего задания и расчетно-графической работы, предусмотренных учебными планами по специальностям и направлениям подготовки бакалавров кластера технических систем управления и жизнеобеспечения.

Второе издание книги «Просто символ» продолжает цикл авторских публикаций о символах. Символическое содержание мира автор видит столь же реальным, как сама реальность, соглашаясь с титанами теоретической физики: глубинные связи можно понять только тогда, когда используется язык иносказаний и образов. Автор рассматривает символ, как основополагающий элемент реальности, стоящий в одном ряду с элементарными частицами вещества и квантами действия. Обобщая принцип суперсимметрии, автор утверждает даже то, что при определенных условиях символ может заместить вещь или действие так, что в реальности ничего не изменится. Книга призвана популяризировать фундаментальные положения точной науки и философии согласно идее: символ реален.

Чем больше одни стремятся что-то скрыть, тем больше другие хотят это «что-то» узнать. Когда люди только научились писать, их тайны материализовались, представ в образе символов, иероглифов, букв, цифр. Но в таком виде они стали доступны другим. С этого времени началось извечное соревнование между шифровальщиками, пытающимися скрыть информацию, и криптоаналитиками, стремящимися расшифровать ее. Криптография сегодня — это область научных, прикладных, инженерно-технических исследований, основанная на фундаментальных понятиях математики, физики, теории информации и сложности вычислений. В книге рассказывается об истории криптографии: от примитивных систем шифрования и дешифровки, придуманных людьми еще в древние времена, до современных компьютерных алгоритмов — как существующих, так и тех, над которыми работают нынешние ученые-криптографы.

Чем отличается призрачное свечение молниеносных эльфов от молний-тигров? Как решить загадку шаровой молнии? Что такое ионосферная суббуря? Можно ли «стрелами Перуна» сварить «пластмассовую сталь»? Где живут сверхпроводящие существа? Эти и многие другие удивительные вопросы, связанные с таинственными электрическими явлениями в природе, науке и технике, до сих пор преподносящими сюрпризы ученым, рассматриваются в предлагаемой книге. Автор популярно рассказывает о современных тайнах электрофизики, истории удивительных научных достижений и их авторах.

В учебном пособии рассмотрены вопросы, связанные с разработкой и применением моделей потенциальных течений в каналах теплообменных и технологических устройств и аппаратов. Приведены фотографии картин течения.

В учебном пособии рассмотрены вопросы интегрирования тепла и энергии с использованием пинч-технологии, которая зарекомендовала себя как одна из наиболее эффективных концепций энергосбережения в перерабатывающей промышленности.

В монографии рассмотрены граничные и коэффициентные обратные задачи для однородных и неоднородных упругих и электроупругих тел, в которых дополнительной информацией для их решения являются граничные волновые поля, измеренные в поверхностных или частотных областях. Изложен метод неклассических граничных интегральных уравнений первого рода с гладкими ядрами и его применение к решению граничных задач по определению векторов смещений и напряжений на недоступных для измерения участках границы. Предоставлены методы определения пьезоэлектрических характеристик неравномерно поляризованных стержневых пьезоэлементов. Доказаны теоремы единственности решения обратных задач, приведены численные примеры их решений, в том числе на основе сочетания граничных интегральных уравнений и метода конечных элементов.

В пособии дается первое в учебной литературе изложение теоретико-вероятностного подхода к интерпретации дифрактограмм неупорядоченных и упорядочивающихся твердых растворов. Изложение материала ведется в рамках модульной технологии обучения. Все рассуждения для наглядности проводятся на примере твердых растворов окислов с относительно простой глобальной структурой перовскита. Все обобщения на другие структуры тривиальны и потому вынесены в задачи. Для облегчения усвоения материала студентами младших курсов в пособие включен модуль, содержащий необходимые общие сведения об описании и интерпретации дифрактограмм кристаллов.