Физика. Нанотехнологии

В учебно-методическом пособии изложено содержание лекционных курсов, примеры задач и их решения по изучению основ квантовой радиофизики, а также дается краткое описание оптических и комбинированных резонаторов. Пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности "радиофизика и электроника" и направлениям подготовки "Радиофизика" и "Конструирование и технология электронных средств", а также для повышения квалификации профессорско-преподавательского состава.

Пособие посвящено экспериментальным особенностям и теоретическим вопросам анализа свойств поверхности твердых тел и тонких пленок. Рассмотрены механизмы физических явлений, лежащих в основе эмиссионных процессов, при возбуждении поверхности электронными и ионными пучками, температурой и электростатическими полями большой напряженности. Описаны принципы функционирования узлов высоковакуумных аналитических установок (оптика заряженных частиц, энергоанализаторы, масс-анализаторы, электронные и ионные пушки, детекторы частиц и излучений).

В пособии рассматриваются механизмы деформации, разрушения и изнашивания поверхностных слоев конструкционных материалов в различных условиях нагружения. Показана высокая эффективность их наноструктурирования и нанесения наноструктурных покрытий, что кратно повышает такие важные характеристики, как износостойкость, усталостная долговечность, коррозионная стойкость, ресурс работы и надежность высокоответственных конструкций и их сварных соединений. Описаны современные технологии наноструктурирования поверхностных слоев и нанесения наноструктурных покрытий.

В пособии изложены вопросы формирования структуры и свойств материалов, используемых в машиностроении. Большое внимание уделено фундаментальным основам прочности металлических материалов. Рассмотрены неметаллические материалы: полимеры, керамики и композиционные материалы с волокнистым упрочнителем.

В учебное пособие вошли три раздела общего курса физики. Данные разделы рассмотрены в соответствии с примерной программой курса общей физики для не физических факультетов университетов. В каждой части рассмотрены примеры решения типовых контрольных заданий и предложены задания для самостоятельного решения.

В первой части методических указаний для физического практикума по оптике, вышедших под названием «Геометрическая оптика», рассматривались первые четыре лабораторные работы. В настоящих указаниях приводятся лабораторные работы (с пятой по восьмую) практикума по оптике. Они посвящены основным разделам волновой оптики: интерференции и дифракции. В данных указаниях подробно рассмотрены теоретические аспекты интерференции в тонких слоях, двулучевой интерферометрии, дифракции Френеля и Фраунгофера, дифракционной решетки. Подробно излагается порядок выполнения рассматриваемых лабораторных работ по исследованию указанных разделов волновой оптики.

В учебном пособии описаны современные методы цифровой обработки сигналов. Предназначено для студентов, обучающихся по направлениям 210400.62 Радиотехника и 210700.62 Инфокоммуникационные технологии и системы связи (дисциплина «Основы цифровой обработки сигналов», цикл БЗ), очной формы обучения. Материал может быть использован также при подготовке студентами курсовых и выпускных квалификационных работ.

Изложены теоретические основы раздела «Основы квантовой механики» курса физики, где приведены сведения по основным понятиям, формулам и законам, а также свойствам изучаемых объектов. В конце каждой темы рассмотрены основные методы и приведены примеры решения типовых задач.

В монографии обобщены результаты, полученные при воздействии концентрированных потоков энергии на конструкционные и инструментальные стали, композиционные материалы и твердые сплавы. Приведены данные об использовании концентрированных потоков энергии в промышленности. Особое внимание уделено систематическому исследованию структурно-фазового состава композиционных покрытий на основе быстрорежущей стали, полученных в условиях вакуумной электронно-лучевой наплавки.

В методических указаниях даны базовые понятия, определения и представлены основные объекты нанотехнологий в целом и нанохимии в частности.

В учебном пособии обобщены результаты исследований природы структурных и фазовых превращений, протекающих в неупорядоченных электролитических сплавах. Приведены теоретические и технологические основы формирования нанокристаллической и аморфной структуры, обеспечивающей получение покрытий с улучшаемыми функциональными характеристиками для использования в сложных эксплуатационных и природно-климатических условиях.

Изложена теория электрических цепей, на основе которой дается представление об анализе и синтезе схем усилителей, генераторов, фильтров, корректоров и других устройств. С целью лучшего усвоения материала большинство теоретических положений проиллюстрировано примерами. В конце глав приводятся тесты для самоконтроля.

В практикуме представлены краткие теоретические сведения по кур- су «Термодинамика и структура твердого тела» и лабораторные работы, иллюстрирующие основные методы получения твердофазных материалов и экспериментальные подходы к исследованию фазового состава, кристал- лической структуры, морфологии, дисперсности и спекания, кислородной нестехиометрии и термодинамики разупорядочения, электрофизических и термомеханических свойств керамических оксидных материалов. Для студентов магистратуры, овладевающих техникой физико-хими- ческого эксперимента.

В учебное пособие включены более 130 типовых задач по основным разделам теоретической механики. Часть задач снабжена ответами, реше- ниями или указаниями по их решению. Приводятся основные теоретиче- ские положения по каждому разделу дисциплины. Адресовано студентам второго курса и может быть использовано как для аудиторных занятий, так и для самостоятельной работы.

В пособии приводится содержание практических занятий по сопротивлению материалов для бакалавров, а также тестовые задачи для контроля освоения материала базового курса. Пособие способствует активной самостоятельной работе студентов в аудитории и вне аудитории.

Основное содержание учебного пособия составляют комплексные задачи и задания как по традиционным разделам курса ТОЭ, так и по новым разделам, посвященным основам теории цепей информационного типа. Основные положения теории цепей, необходимые для решения комплексных задач, изложены в кратком (справочном) виде. Примеры решения комплексных задач и рекомендации по выполнению комплексных заданий даны в полном, развернутом виде с толкованием как электротехнических аспектов, так и математических. Комплексные задачи и задания, включенные в пособие, прошли апробацию на факультете мехатроники и автоматизации, а также факультете автоматики и вычислительной техники. Рекомендуется для проведения практических занятий, аудиторной и внеаудиторной индивидуальной работы студентов, а также в качестве расчетно-графических заданий.

В методических указаниях представлены контрольные задания, их содержание, порядок выполнения и примеры.

Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований, направленных на совершенствование систем охлаждения электронных приборов с теплопередающим трактом на основе жидкостной магистрали, разработку конструкций высокоэффективных тепловых труб большой протяженности, создание методов проектирования теплорассеивающих элементов, построение систем охлаждения электронных приборов на основе унифицированных термоэлектрических батарей и разработку способов термостатирования приборов в условиях изменяющейся температуры окружающей среды.

Рассмотрены в доступной форме основные положения теории информации. Материалы систематизированы по следующим ключевым разделам: определение информационных потерь в каналах связи с помехами, построение оптимальных кодов, обнаружение и исправление ошибок при использовании различных методов передачи и обработки информации, представление кодов в памяти ЭВМ в сжатом виде и в виде разнообразных структур.

В данном учебном пособии представлены пятнадцать лабораторных работ. По каждой работе приводятся: цель, приборы и оборудование, краткие сведения по теории, порядок выполнения работ и обработка опытных данных. Представлен справочный материал.

Данное издание разработано в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования и является частью учебно-методического комплекса дисциплины «Материаловедение». В учебнике рассмотрены классификация материалов, кристаллическое строение металлов и кристаллизация, процессы пластической деформации и рекристаллизации, свойства металлов. Описаны фазы, образующиеся в сплавах, и диаграммы состояния. Рассмотрены основы термической обработки и других видов упрочнения. Представлены различные классы сталей и чугунов, цветных металлов, порошковых материалов и неметаллических соединений. В пособии предложены задачи для самостоятельного решения, выполнение которых способствует повышению качества подготовки и общего уровня знаний студентов. Книга предназначена для студентов, обучающихся по направлению подготовки 100100.62 «Сервис», может использоваться студентами других специальностей и направлений подготовки.