Физика

В учебном пособии рассмотрены некоторые вопросы классической динамики твердого тела. Тематически пособие разделено на две главы. Первая глава посвящена способам задания углового движения твердого тела и описанию такого движения. Во второй главе разобраны общие вопросы интегрирования уравнений движения твердого тела вокруг неподвижной точки. В подготовке пособия участвовали студенты группы №1505 по направлению 010900.68 "Механика. Прикладная математика"- 2006/07 учебного года под руководством заведующего кафедрой теоретической механики профессора В. С. Асланова (дополнительные материалы http: / /fla.ssau.ru/moodle/course/view.php?id=4).

В учебном пособии изложены основы процессов теплопередачи. Приведено математическое описание процесса конвективного теплообмена на основе применения известных физических законов сохранения: энергии, количества движения, массы и граничных условий стенка-жидкость. Предназначено для студентов всех форм обучения, изучающих дисциплину "Основы теплопередачи".

Содержит основные принципы конструирования и методы расчета резинотехнических изделий и пресс-форм. По каждой теме приведен теоретический материал в объеме необходимом, для расчета резинотехнических деталей.

Работа посвящена модификации поверхностного нанослоя металлов, их сплавов, полупроводников, диэлектриков, тонкопленочных покрытий с помощью высокочастотных разрядов индукционного и емкостного типов при пониженном давлении. Описывается физическая и математическая модели модификации поверхности материалов в высокочастотной плазме пониженного давления, а также результаты теоретического исследования закономерностей формирования основных параметров процесса модификации.

Рассматривается строение натуральных кожевенных материалов. Приводятся сведения о структуре основного белка кожи – коллагена. Описан метод графического моделирования при исследовании микроструктуры кожи. Проводится моделирование структурных изменений кожи на этапах производства. Приводятся экспериментальные данные модификации кожевенных материалов в плазме высокочастотного емкостного разряда пониженного давления. Предлагается модель структурных изменений материала под действием плазменной обработки.

В монографии представлен один из перспективных современных методов молекулярно-статистической теории – метод частичных функций распределения. Рассмотрены основы этого метода и его современное состояние. Приводятся эффективные алгоритмы решения интегральных уравнений для расчета частичных функций распределения и определения на их основе различных термодинамических свойств газов и жидкостей, как в однофазном состоянии, так и в условиях фазовых рановесий различных типов.

В пособии даны теоретические основы гидродинамических процессов, основные конструкции, методы интенсификации и оптимизации аппаратурного оформления, описания лабораторных и лабораторно–экспериментальных установок, представлены методики проведения экспериментов и обработки полученных результатов.

Показано влияние условий переработки эластомерных композиций на изменение молекулярных характеристик каучуков и основные физико-механические свойства резиновых смесей и вулканизатов. Рассмотрена взаимосвязь молекулярных и реологических характеристик эластомеров.

Подготовлено в соответствии с действующей программой дисциплины ОПД.Ф.02.05.02 «Газодинамика сплошных сред» и содержит вопросы теории параметров потока газа, обтекания сверхзвуковым потоком внешнего тупого угла, скачков уплотнения, расчета газоструйного эжектора, которые сопровождаются примерами решения индивидуальных заданий и конкурсных задач.

Рассматриваются: выбор совокупности ФФК, необходимых для определения основных единиц СИ, их согласованность и независимость, стабильность и влияние их возможных вариаций на единицы физических величин. Анализируются проблемы, которые возникают при реализации некоторых новых определений единиц СИ. Описывается концепция двух равноправных систем единиц измерений - фундаментальной (теоретической) и практической. Приводятся физические принципы, лежащие в основе методов и средств измерений

В книге рассмотрены основные научные положения кислотно- основной теории адгезионных соединений и проанализированы используемые в современной практике методы определения кислотно-основных свойств твердых поверхностей органической и неорганической природы. Авторами проведено масштабное экспериментальное подтверждение теоретических основ кислотно- основного подхода для широкого ряда соединений на основе полимерных композиций, применяемых в качестве покрытий и клеев различного назначения. Получены экспериментальные данные по термодинамическим и кислотно-основным свойствам около двухсот органических и неорганических поверхностей, имеющих широкое практическое применение. Экспериментально подтверждена возможность прогнозирования адгезионного взаимодействия между адгезивом и адгерендом с учетом абсолютной разности в их кислотно- основных свойствах.

Рассмотрены основы классической и современной физики по разделам «Волновая оптика» и «Атомная физика»; дано последовательное объяснение оптических явлений и закономерностей поведения микросистем с позиций волновой и квантовой физики.

В монографии предложен новый комплексный метод контактной диагностики низкотемпературной плазмы струйного высокочастотного индукционного разряда атмосферного давления, позволяющий рассчитать его электромагнитные и тепловые характеристики по измеренным значениям продольной компоненты магнитного поля в разряде в зависимости от скорости плазменного потока. Развитый метод даёт возможность более глубоко изучить структуру квазистационарного электромагнитного поля ВЧИ разряда, что позволило установить ряд новых закономерностей, присущих данному типу разряда.

В монографии построена непротиворечивая модель, описывающая не только поступательное, но и вращательное движение тел в пространстве гравитирующих масс. При этом основным условием модели является равнозначность поступательного и вращательного движения. Выполнение данного условия реализовано введением семимерного пространства-времени, которое представляет собой объединение пространственно-временных координат тел и угловых координат, ориентирующих тела в пространстве. Разработан математический аппарат для описания движения неточечных тел в пространстве-времени и их взаимодействие с гравитационным полем, влияющим в равной степени на поступательные и вращательные степени свободы. Получены геометризированные гравитационные уравнения для семимерного пространства-времени и найдена новая форма записи закона сохранения энергии-импульса. В рамках семимерной модели рассмотрены применения полученных уравнений для описания Солнечной системы, вращения галактик и эволюции Вселенной. Показано, что подобный подход, в частности, позволяет отказаться от такого понятия, как темная материя.

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

Пособие подготовлено на кафедре оптики и спектроскопии физического факультета Воронежского государственного университета.

Целью данного практикума является ознакомление студентов с основами световой микроскопии и техникой выполнения цифровой макро- и микросъёмки биологических объектов.

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре полупроводников и микроэлектроники физического факультета Воронежского государственного университета.

Практикум подготовлен на кафедре радиофизики физического факультета Воронежского государственного университета

В данном пособии не рассматриваются теоретические вопросы, основное внимание обращено к сущности вариационных методов, решению конкретных задач.

Рассмотрен ряд вопросов, связанных с физикой колебательных и волновых процессов, особенностями распространения звуковых волн в воздухе, процессами отражения и поглощения звука различными поверхностями. Отдельные главы посвящены механизму слухового восприятия и принципам действия источников и приемников звука. Рассматриваются основные методы расчета звукового поля в помещении, влияние характеристик помещения на качество восприятия звуковых сигналов. Особое внимание уделено вопросам влияния шума на организм человека и способам защиты от шума.

Приведены основные положения метода конечных элементов применительно к расчету стержневых несущих конструкций. Изложены процедуры статического анализа напряженно-деформированного состояния, определения собственных частот и форм колебаний и исследования переходных динамических процессов для объектов такого типа. Рассматриваемые теоретические положения иллюстрируются на примере решения конкретных задач. Отражены вопросы расчета стержневых систем с использованием свободно распространяемой версии программного комплекса MSC/NASTRAN for Windows.

В монографии разработаны эффективные генетические алгоритмы оптимального синтеза металлических строительных систем, позволяющие выполнять поиск на дискретных множествах параметров и структур. Решаются задачи оптимизации деформируемых объектов как в линейно упругой постановке, так и при оценке несущей способности с помощью статической теоремы метода предельного равновесия. Наряду с учетом нагрузок и воздействий на строительные конструкции, представленных в СНиП, принимаются во внимание запроектные воздействия, выражающиеся в разрушении отдельных элементов несущих систем. Рассматриваются вопросы снижения трудоемкости выполнения расчетов на основе разработки новых конечных элементов и использовании имитационного моделирования. Работоспособность предлагаемых схем оптимизации применительно к достаточно сложным конструкциям иллюстрируется на примерах решения задач оптимизации каркасов промышленного и гражданского зданий, сетчатого купола и балочной клетки.

Рассмотрены основы современной гидростатики и гидродинамики и газодинамики. Приведены примеры практического применения основных расчетных формул и зависимостей. Отдельное внимание уделено вопросам конструирования и эксплуатации гидромашин и гидроприводов. Рассмотрены основные принципы типовых гидравлических расчетов в нефтяной отрасли. В качестве практического материала даны примеры решения наиболее распространенных инженерных задач по основным разделам гидравлики, а так же задачи для самостоятельного решения.

В учебном пособии реализуются принципы вариативности исследовательских профессионально-ориентированных задач и технических проблем, допускающих моделирование математическими средствами, в основном известными студентам технических университетов из курса высшей математики. Анализируются эвристические методы составления и решения профессионально-ориентированных задач, затрагиваются проблемы понимания исследователем собственных ощущений и способов мыслительной деятельности во время исследования и творческого процесса. Учебное пособие можно использовать в качестве дополнения к существующим учебным пособиям по математике.

В учебном пособии рассматриваются основные свойства сталей и их фазово-кристаллическая структура, управление которой осуществляется термической обработкой. Обсуждается природа основных структурных магнитных параметров ферромагнитных материалов. Объясняется физика корреляционных соотношений между прочностными и магнитными характеристиками. Приведены методические указания к выполнению шести лабораторных работ.

Учебное пособие представляет собой систематизированное и доступное изложение курса физики твердого тела, содержащее основные элементы описания физических свойств твердых тел и процессов, происходящих в них.

В монографии обсуждены проблемы формирования различных уровней структурирования керамических материалов на основе фаз кислородно-октаэдрического типа (от нано- до микроуровня) и влияние элементов архитектуры керамических каркасов на электрофизические параметры пьезоэлектрических материалов, создаваемых на их основе. Рассмотрены проблемы синтеза пьезофаз методом твёрдофазных реакций, обсуждены преимущества и недостатки формирования фаз со структурой типа перовскита при низких температурах. Проанализированы известные технологии спекания керамики и способы, позволяющие варьировать

Данное учебное пособие является результатом значительной переработки четырех методических указаний А. Д. Алексеева, Т. Н. Радченко, В. С. Рогожина и Э. Г. Хасабова, опубликованных в УПЛ РГУ в 1992 году. Добавлено много новых задач, приведены подробные решения стандартных задач. Расширена теоретическая часть.

Монография посвящена сильно взаимодействующим электрон-фононным системам, в которых возникает большое количество принципиально новых эффектов. Особое внимание уделено таким явлениям, как спонтанное нарушение трансляционной симметрии системы и формирование фононного конденсата при образовании полярона сильной связи, распад фононного конденсата при фотодиссоциации такого полярона и его проявление в спектрах оптической проводимости и фотоэмиссионной спектроскопии. Проанализировано влияние пространственной дисперсии решеточной поляризуемости на движение полярона по кристаллу. Актуальность исследования сильно взаимодействующих электрон-фононных систем обусловлена необходимостью понимания экспериментально наблюдаемых свойств допированных сильнополярных диэлектриков, таких как купраты, демонстрирующие высокотемпературную сверхпроводимость.

Заключительный том трёхтомного словаря-справочника содержит свыше 1500 понятий и терминов, связанных с применениями и перспективными исследованиями сверхпроводников и сверхпроводимости. Все представленные в словаре термины расположены по алфавиту. Каждому термину посвящена отдельная статья, раскрывающая его смысловое научно-техническое и/или математическое содержание, область применения и связь с другими терминами, при этом все термины снабжены английскими эквивалентами. Кроме того, целый ряд статей посвящён родственным для сверхпроводимости вопросам из смежных тематик, в частности наноструктурам и нанотехнологиям.

В данном пособии изложены основные физические механизмы ускорения заряженных частиц, как традиционные, так и альтернативные, и рассмотрены основные типы ускорителей, использующих эти механизмы. Пособие представляет собой введение в физику ускорителей. Вопросы техники ускорителей не рассматриваются. Для более полного изучения проблемы ускорителей следует обратиться к специальным руководствам.

Пособие «Плазменная нанотехнология. Часть 1» предназначено для студентов старших курсов и преподавателей негуманитарных факультетов РУДН, интересующихся тенденциями современной научно-технологической революции. Это пособие послужит необходимым ориентиром студентам-физикам шестых курсов, слушающих и сдающих экзамен по новому спецкурсу «Плазменная нанотехнология» в рамках магистерской программы «Прикладная физика и физическая информатика». Подготовлено на кафедре экспериментальной физики факультета физико-математических и естественных наук РУДН.

Курс лекций «Когерентная оптика и голография» предназначен для студентов старших курсов специальности «Радиофизика и электроника». Рекомендуется изучать материал этого курса после изучения курса математического анализа и классического курса оптики. Данный конспект следует рассматривать как некоторую начальную ступень, которая поможет преодолеть трудности при дальнейшем углубленном изучении специальной литературы, статей, монографий в областях науки, связанных с когерентной оптикой и голографией.

В учебном пособии изложены основы теории лазеров: рассматриваются свойства оптических резонаторов, обсуждаются и исследуются основные режимы генерации лазеров – непрерывный и импульсный, рассматриваются основные типы твердотельных, газовых, жидкостных и полупроводниковых лазеров, а также связь характеристик лазеров с параметрами активных сред и резонаторов.

Пособие посвящено изложению метода связанных волн и его применениям к решению задач расчета тонкопленочных дифракционных решеток. Метод является наиболее эффективным в случае анализа бинарных оптических решеток, однако с дополнительными условиями применим также и к решеткам с более сложным профилем. Приведен подробный вывод расчетных формул для случаев ТЕ- и ТМ-поляризованных волн, а также случая конической дифракции. Изложены численно устойчивые методы определения интенсивностей пропускания и отражения дифракционных решеток.

Из теоретического решения задачи тяготения, полученного авторами настоящей работы и основанного на законах классической физики, вытекает: для преобразования тепловой, электромагнитной энергии в магнитные круговые вибрации с целью локального изменения гравитационного потенциала Земли необходимо выполнение нижеследующих условий: Рабочее тело преобразователя должно состоять из «свободных» противоположно-заряженных частиц. Оптимально – из ионизированных паров ртути. Рабочее тело преобразователя должно работать в скрещенных электрическом и магнитном полях E и B, связанных между собой законом Фарадея: E = B∙υ, где υ – средняя скорость радиально-кругового движения частиц рабочего тела по спиралям.

В учебном пособии изложены основные понятия механики, подробно рассмотрены правила и теоремы из разделов теоретической механики «Статика», «Кинематика», «Динамика», приведены примеры решения задач. Дан краткий обзор теории курса «Сопротивление материалов», определены подходы и методы расчета напряженно-деформированного состояния, рассмотрены примеры типовых расчетов на прочность и жесткость, устойчивость элементов конструкций при растяжении (сжатии) и плоском изгибе, внецентренное сжатие, устойчивость.

На базе вариационных принципов электростатики развит аппарат характеристических мультиполей кривых относительно точек, позволивший, в частности, построить конструктивное решение задачи многих тел электростатики проводников. Основы разработанного аппарата были заложены в предыдущих работах автора, обобщенных в монографии «Аналитическая электростатика на плоскости», изданной в 2008 г. Сибирским федеральным университетом.

Обобщен опыт исследований физических эффектов в диссипативных структурах методами обработки изображений, в том числе с применением преобразования Фурье. Исследованы диссипативные структуры в аморфных и нанокристаллических пленках. Рассмотрено моделирование процессов взрывной кристаллизации и формирующихся атомных структур.

Цель пособия – упорядочить полученные в школе знания, научить применять эти знания для решения разнообразных физических задач в системе довузовской подготовки. Каждый раздел пособия содержит: краткие теоретические сведения, методы и примеры решения задач, подборку задач для аудиторной и самостоятельной работы, проверочный тематический тест.

Приведены краткие теоретические сведения по курсу «Сопротивление материалов», необходимые для выполнения расчётно-графических и курсовых работ. Рассмотрены расчёт прямого бруса при косом изгибе, внецентренном растяжении-сжатии, изгибе с кручением; расчёт плоских и пространственных рам; расчёт статически неопределимых рам и балок; расчёт при динамических воздействиях (учёт сил инерции, ударное нагружение, колебания); расчёт на устойчивость центрально-сжатого стержня.

В монографии представлены результаты исследований конкретных нестационарных движений бинарной смеси с учетом эффекта термодиффузии, возникающих в достаточно длинных плоских и цилиндрических слоях. Рассмотрены свойства инвариантных решений уравнений термодиффузии, когда на границе раздела двух смесей поверхностное натяжение линейно зависит от температуры и концентрации. Для возникающих сопряженных начально-краевых задач получены априорные оценки всех полей, показывающие их экспоненциальную сходимость с ростом времени к стационарным значениям. Приведены результаты численных расчетов поведения скоростей, температур и концентраций в слоях. Дано обобщение решений Остроумова–Бириха на движение смесей в цилиндрической трубе.

Применен системный анализ физико-механических свойств твердых сплавов на основе системы карбид вольфрама – кобальт. Представлены расчеты влияния состава и структуры на динамические упругие постоянные твердых сплавов. Выполнено сравнение теории с экспериментом. Обоснован экспериментальный метод контроля качества твердых сплавов.

Изложены теоретические основы кристаллофизики и кристаллохимии. Рассмотрены физические явления и процессы, происходящие в диэлектриках при воздействии на них электрического поля: поляризация, электропроводность, диэлектрические потери и пробой.

Пособие «Концепции современного естествознания в вопросах и ответах» написано в соответствии со структурой и требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по дисциплине «Концепции современного естествознания» для студентов гуманитарных специальностей и предназначено для организации контроля и самоконтроля знаний студентов по данному курсу. Оно содержит достаточно большой банк заданий различных типов: с выбором ответа (единственным и множественным), задания на установление последовательности и соответствия, ответы к заданиям. В пособие включены список рекомендуемой литературы и словарь терминов, который содержит определения и пояснения основных естественно-научных понятий.

Пособие представляет собой попытку систематизации материала по профильному обучению и предпрофильной подготовке учащихся на материале физики. В книге раскрываются вопросы содержания профильного обучения и предпрофильной подготовки, организации образовательного процесса как при обучении физике в рамках учебного предмета «физика», так и в элективных курсах, а также рассматриваются современные подходы к оцениванию результатов обучения.

В пособии дается краткое описание необходимых понятий, используемых обозначений, а также единиц измерения в различных системах. В подразделе «Примеры решения задач» разобраны типичные задачи по теме раздела, задачи для самостоятельного решения с ответами приведены в подразделе «Задачи для души». В двух из четырех разделов есть дополнительный подраздел – «Немного математики», в котором мы приводим необходимые сведения из теории дифференциальных уравнений и аналитической геометрии. Данные подразделы не преследуют цель углубить математические знания студентов, а скорее используются в качестве инструмента для решения задач.

Излагаются классические основы гидродинамики идеальной и вязкой жидкости, а также основы теории вязкоупругих жидкостей. Рассматриваются ламинарные и турбулентные течения несжимаемой жид‑ кости, основы теории линейной акустики.

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.