Физика. Астрономия

Настоящее пособие соответствует рабочим программам, принятым на кафедрах общей физики и прикладной и теоретической физики НГТУ. Может быть использовано и при проведении практических занятий на дневном отделении, а также при самоподготовке студентов к практическим занятиям.

Рассматриваются вопросы, связанные с новыми тенденциями развития кремниевой наноэлектроники, увеличением чувствительности нанопроволочных химических и биологических сенсоров, созданием ПЗС-фотоматриц высокой плотности и чувствительности и их применение в цифровой фото- и видеоаппаратуре. Приведены основные сведения об особенностях энергетического спектра и транспорта носителей заряда в одномерных системах (квантовых проводниках) и углеродных нанотрубках. Кратко изложены термины, принципы, достижения и перспективы в таких быстро развивающихся областях, как магнитоэлектроника (спинтроника) и фотонные кристаллы.

В пособии на значительном количестве примеров решения типовых задач рассматриваются методы расчета линейных электрических цепей однофазного синусоидального тока. Предлагаются аналогичные задачи для самостоятельного решения с ответами. Показаны приемы использования персонального компьютера для автоматизации расчетов электрических цепей. Структура и содержание пособия соответствуют программе курса «Теоретические основы электротехники» для электротехнических специальностей вузов. Предназначено для самостоятельной работы студентов, а также может быть полезно преподавателям при организации учебного процесса.

Рассматриваются основные вопросы экономики и управления энергетическими предприятиями в современных условиях. Отражена специфика технологического процесса энергетического производства и проблемы рыночных отношений отрасли. Слайд-конспект ориентирован на изучение лекционного материала по курсу «Экономика энергетики и управление энергопредприятием». Он представляет опорный конспект, в тезисной форме включает основные разделы дисциплины, существо рассматриваемых вопросов и выводов. Материал слайд-конспекта поможет студентам в изучении имеющейся литературы.

Учебное пособие представляет собой курс лекций по органической химии для студентов по специальности «Инженерная экология». В пособии рассмотрены общие вопросы органической химии: основные положения строения органических веществ, виды изомерии, номенклатура основных классов органических соединений, типы химических связей, механизмы и типы химических реакций. Подробно рассмотрены методы получения и физико-химические свойства основных классов химических соединений (алканов, алкенов, алкадиенов, алкинов, циклоалканов, ароматических соединений, спиртов, альдегидов, кетонов, аминов, сахаров и углеводов). Описаны методы химической технологии получения углеродсодержащих наноматериалов. Рассмотрены механизмы образования углеродсодержащих материалов и научные основы регулирования процессов их образования.

Конспект лекций составлен в соответствии с программой курса «Теоретическая механика», читаемого в авторской постановке, но с исторически традиционным для данного курса содержанием в течение ряда лет в основном на факультете летательных аппаратов для различных направлений и специализаций. Он может быть использован также как базисный курс ТМ по ряду направлений дневных и вечерних отделений ФМА и МТФ. Конспект насыщен достаточным числом примеров и приложениями, необходимыми для самостоятельной работы студента над материалом курса. Кроме того, в конспекте приведен пример оформления курсовых задач, а также плакаты по разделу «Кинематика», прошедшие апробацию временем, начиная с конца 60-х годов ХХ века. Настоящий конспект лекций может быть использован и при изучении курса «Теоретическая механика» студентами немеханических специальностей НГТУ.

Пособие посвящено методам расчета линейных электрических цепей постоянного и однофазного переменного тока, а также трехфазных электрических цепей, способы построения векторных диаграмм простых и разветвленных электрических цепей. Структура и содержание пособия соответствуют программе курса «Теоретически основы электротехники» для студентов электротехнических специальностей.

Настоящее пособие подготовлено для учителей физики и учащихся 10–11-х классов общеобразовательных учреждений физико-математического профиля. В нем представлены рабочая программа элективного курса «Информационные технологии в физике» (2 года обучения, 70 ч) и дидактические материалы для двухчасовых занятий в 10-м классе.

В третьей части учебного пособия рассмотрены наиболее важные процессы, происходящие в МОП-транзисторах. Адресовано студентам, специализирующимся в области создания полупроводниковых устройств.

Представлены физические основы светодиодов и полупроводниковых лазеров, а также области применения этих приборов. Предназначено для студентов физико-технического факультета.

Рассмотрены основные понятия аэродинамики воздушного винта и кратко изложены теории изолированного элемента лопасти, идеальных пропеллера и винта, теории Сабинина–Юрьева и Жуковского. Описаны экспериментальные методы исследований. Даны рекомендации по подбору винта к летательному аппарату и по его компоновке. В приложении содержатся необходимые методические материалы для лабораторной работы «Экспериментальное определение характеристик воздушных винтов».

В первой части учебного пособия рассматриваются физические основы волоконной оптики. Объясняется физический принцип распространения оптического излучения в волоконных световодах. Описываются конструкция и структурные параметры наиболее типичных кварцевых волокон. Излагаются основы волновой теории распространения излучения в волоконных световодах. В рамках этой теории устанавливаются зависимости волноводных свойств от структурных параметров волокна и частоты (длины волны) излучения. Дается феноменологическое и математическое описание основных физических явлений, приводящих к искажению оптических сигналов при распространении в оптическом волокне, а именно дисперсии света и оптических потерь. Указываются способы их учета и минимизации. В пособии выводятся формулы, позволяющие самостоятельно рассчитывать различные характеристики оптических волокон. Для сравнения приводятся параметры наиболее распространенных коммерческих телекоммуникационных волокон.

Настоящая работа является руководством к выполнению студентами расчетно-графических работ по курсу «Теоретическая механика». Приведены варианты заданий и примеры решения задач по основным разделам курса, необходимые краткие теоретические сведения.

Рассматриваются уравнения распространения оптических импульсов в резонансных и диспергирующих средах. Представлены численные методы их решения.

Приведены теоретические основы магнитных свойств, классификация и маркировка магнитомягких материалов. Описаны конструкция и работа лабораторного стенда для исследования кривой намагничивания и петли гистерезиса магнитомягких материалов.

Настоящее учебное пособие предназначено для проведения практических занятий по курсу общей физики и самостоятельной работы студентов первого курса физико-технического факультета НГТУ. Оно содержит 14 тем по разделам механики, термодинамики и молекулярной физики.

Сборник задач составлен в соответствии с программой курсов по аэрогидромеханике, аэродинамике и прикладной гидродинамике, читаемых на факультете летательных аппаратов НГТУ. Решение задач будет способствовать усвоению теории и приобретению практических навыков выполнения оценочных расчетов по читаемому курсу.

Приведены расчеты траектории движения снарядов по известным данным, рассмотрено определение проектных баллистических характеристик движения по заданным тактико-техническим данным, представлен расчет стабилизации снарядов различного назначения и дано определение условий их управляемости, а также факторы, влияющие на рассеивание траекторий снарядов и способы уменьшения рассеивания и повышения точности стрельбы.

Конспект лекций составлен в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по курсу «Теоретическая механика» для направлений: «Прикладная механика», «Авиа- и ракетостроение», «Оружие и системы вооружений», «Безопасность технологических процессов и производств». Конспект насыщен достаточным числом примеров и приложениями, необходимыми для самостоятельной работы студента над материалом курса. В конспекте также приведены примеры оформления курсовых задач, календарного плана, рейтинговая таблица и плакаты по разделу «Динамика», прошедшие апробацию временем начиная с конца 60-х годов ХХ века. Материал конспекта может быть также использован как базисный курс Теоретической механики для подготовки инженеров, специалистов и магистров других направлений на дневных и вечерних отделениях факультетов НГТУ.

В пособии на значительном числе примеров решения типовых задач рассматриваются методы расчета четырехполюсников и трехфазных цепей. Предлагаются аналогичные задачи для самостоятельного решения с ответами. Показаны приемы использования персонального компьютера для автоматизации расчетов электрических цепей. Структура и содержание пособия соответствуют программе курса «Теоретические основы электротехники» для электротехнических специальностей вузов. Предназначено для самостоятельной работы студентов, а также может быть полезно преподавателям при организации учебного процесса.

Сборник содержит задачи и примеры их решения по темам "Электричество и магнетизм"

Предлагаемое учебное пособие по курсу «Электродинамика заряженных частиц», который автор читает студентам физико-технического факультета НГТУ, содержит наиболее важные вопросы динамики заряженных частиц и интенсивных пучков в стационарных электромагнитных полях. В книге представлен необходимый математический аппарат, приведены основные уравнения электромаг-нитного поля, подробно рассмотрены аналитические и численные методы рас¬чета электрических потенциалов и полей. Рассмотрено движение заряженных частиц в однородных и слабо неоднородных электрическом и магнитном полях, в полях с аксиальной симметрией. Построено матричное описание движения, рас¬смотрена динамика частиц в аксиально-симметричных электрических и магнитных линзах, в дуплетах и триплетах квадрупольных линз. Даны определения эмиттанса пучка и аксептанса канала, рассказано о проблемах построения огибающих потока и согласования потока с периодическим каналом. Описаны основные эффекты, возникающие из-за влияния пространственного заряда, в том числе образование виртуальных катодов. Рассмотрено начальное формирование электронных потоков электростатическим полем, описаны источники пучков заряженных частиц с плазменным эмиттером.

Пособие содержит систематическое и вместе с тем доступное изложение методов изучения многофазных сред. Особое внимание уделяется экспериментальной диагностике и физике рассматриваемых явлений, методам интерпретации изображений дискретной фазы (корреляционный анализ, измерение геометрических параметров) и применению их к реальным физическим потокам.

Учебное пособие предназначено для студентов I и II курсов фа-культета радиотехники и электроники, обучающихся по направлению «Электроника и наноэлектроника», и включает в себя рабочую программу курса физики для этого направления с примерами экзаменационных заданий по всем разделам курса.

Учебное пособие представляет собой курс лекций для магистрантов Новосибирского государственного технического университета, обучающихся на кафедре аэрогидродинамики. Цель пособия - доступно в краткой форме изложить основные физические законы, входящие в раздел физики «Магнитная гидродинамика». В пособии описаны также основные технические применения магнитогазодинамических эффектов и кратко освещены современные задачи магнитоплазменной аэродинамики.

Данное учебное пособие дает системное представление об основах организации предпринимательской деятельности. В нем освещены основные разделы предпринимательства; последовательно рассмат-риваются сущность и методы предпринимательской деятельности, предпринимательская среда, организационно-правовые формы пред-принимательской деятельности, порядок регистрации и лицензирова¬ния предприятий. Пособие написано в соответствии с программой дисциплины «Экономика и организация предпринимательской деятельности» и предназначено для студентов, аспирантов и преподавателей экономи-ческих вузов, слушателей школ бизнеса, экономистов, менеджеров и всех заинтересованных лиц.

Методическое руководство к лабораторным работам по механике и термодинамике для студентов I курса всех факультетов и форм обучения

В пособии даны методические рекомендации по анализу, матема-тической обработке и представлению результатов измерения физиче-ских величин, построению таблиц, графиков и оформлению протокола лабораторных работ.

Работа подготовлена в учебно-научной лаборатории электротехни-ческого материаловедения для студентов I курса направления 140200 «Электроэнергетика и электротехника». Учебное пособие может быть использовано для изучения курса «Введение в направление», а также при подготовке к изучению теоретических основ электротехники. По-собие может быть также полезно студентам других специальностей, изучающим общую электротехнику.

В пособии рассмотрены два основных типа матричных конверто-ров (МК), а именно МК напряжения и МК тока. Разработана аналити-ческая теория энергетических процессов на входе и выходе конверто-ров. Эта теория построена на основе прямых методов расчета энерге-тических показателей электромагнитных процессов, используемых для анализа энергетики и других типов конверторов в трех ранее из-данных частях одноименного пособия по курсу электромагнитная со-вместимость.

Рассмотрены вопросы численного моделирования гидродинамики и тепломассопереноса в двухфазных газокапельных потоках при обте- кании плоской пластины, течения в трубе, в пристенной и затоплен- ной струях. Для всех рассматриваемых случаев проведены детальные численные расчеты и определен вклад испарительных процессов в ин- тенсификацию теплообмена. Дается сопоставительный анализ с из- вестными в литературе опытными и расчетными данными по тепло- массообмену в газокапельных потоках. Эти данные также могут быть использованы для анализа интенсификации тепломассопереноса в те- плообменных аппаратах различного назначения, работающие как в ламинарном, так и турбулентном режимах течения. Разработанные модели и полученные результаты будут весьма по- лезны в инженерных приложениях при разработке новых методов ре- гулирования теплообмена и сопротивления в проточных трактах энер- гетических установок.

В монографии рассмотрены основные положения комплексного эк- сергетического анализа энергоблоков ТЭС с новыми технологиями (ко- тельными, станционными и комбинированного теплоснабжения). Приведены методики определения показателей эксергетической эффективности, эксергетических и технико-экономических характерис- тик энергоблоков ТЭС и их агрегатов, распределения затрат между энергопродуктами при их комплексном производстве агрегатами и в целом ТЭС, а также способы решения оптимизационных технико- экономических задач.

В энергетике прогнозированию всегда уделяется большое внимание. В ра- боте рассматриваются основные задачи прогнозирования при управлении ре- жимами энергосистем и их формализации на основе сочетания математических и практических методов, а также задачи долгосрочного и краткосрочного пла- нирования и адаптации планов. Даются общие методологические принципы моделирования задач прогнозирования. Основное внимание уделяется стати- стическим моделям и математическим методам прогнозирования. В различных задачах используются методы временных рядов, регрессионного анализа, ран- говые модели, методы вероятностного и статистического анализа. Приводятся методики и численные примеры решения различных задач прогнозирования. Все модели ориентированы на применение компьютерных технологий.

В конспективной форме изложены разделы статики, кинематики и динамики курса «Теоретическая механика» в соответствии с государст- венными образовательными стандартами высшего профессионального образования. Работа состоит из шестнадцати лекций, включающих наиболее важные понятия, определения, формулы и уравнения. Приво- дятся решения типовых задач.

Современные пакеты прикладных программ, основанные на МКЭ (NASTRAN, ANSYS, COSMOS/M), реализуют технологию этого метода для расчета на прочность, устойчивость и колебания любых конструкций, решения задач аэро-, гидро- и электродинамики. Квалифицированное применение подобных пакетов требует знания и понимания основ метода конечных элементов. В учебнике излагается принцип возможных перемещений как эффективное обоснование современного численного метода – метода конечных элементов (МКЭ) применительно к задачам расчета напряженно-деформированного состояния конструкций. Описаны этапы расчета с помощью МКЭ и приводится исследование наиболее распространенных конечных элементов. Изложено также решение задач теплопереноса с помощью МКЭ.

Учебник написан на основе курса лекций, который автор читает в течение многих лет магистрантам физико-технического факультета НГТУ. Книга состоит из трех частей, посвященных теории прохождения частиц через вещество, приборам для регистрации частиц и методам обработки экспериментов. Значительная доля материала по приборам основана на новых работах, опубликованных в журналах и еще не вошедших в монографии.

Изложены физические и математические основы квантовой механики и их приме- нение в физике твердого тела, в полупроводниковых структурах. Приводятся примеры, иллюстрирующие теоретические положения, и задачи для самостоятельной работы. Из- дание предназначено для студентов инженерно-технических специальностей, присту- пающих к изучению микро- и наноэлектроники.

Рассматриваются вопросы, связанные с новыми тенденциями развития кремниевой наноэлектроники, увеличением чувствительности нанопроволочных химических и биологических сенсоров, созданием ПЗС-фотоматриц высокой плотности и чувствительности и их применение в цифровой фото- и видеоаппаратуре. Приведены основные сведения об особенностях энергетического спектра и транспорта носителей заряда в одномерных системах (квантовых проводниках) и углеродных нанотрубках. Кратко изложены термины, принципы, достижения и перспективы в таких быстро развивающихся областях, как магнитоэлектроника (спинтроника) и фотонные кристаллы.

Изложены основы моделирования условий полета летательных аппаратов в аэрофизическом эксперименте и подробно рассматривается техника экспериментирования при дозвуковых, трансзвуковых, сверхзвуковых и гиперзвуковых скоростях. Обсуждаются основные принципы, схемные и конструктивные особенности современных аэродинамических труб и газодинамических установок. Детально описаны самые современные средства и методы измерений параметров потока и визуализации течений. В таком объеме эти проблемы рассмотрены лишь в монографиях, которые вышли из печати в 60-х годах прошлого столетия. С одной стороны, они уже стали библиографической редкостью, а с другой, за прошедшие почти 40 лет появились существенно отличающиеся, новые экспериментальные установки. Техника и методы аэрофизического эксперимента обогатились новыми принципами и методологией исследований. Значительно ускорился процесс совершенствования измерительных средств и оборудования для аэродинамических лабораторий. В практику экспериментальной аэродинамики все больше внедряются новые достижения физики и электроники.

Содержание практикума охватывает все основные разделы теории линейных и нелинейных цепей. Приведены задачи как иллюстрирующие тот или иной метод расчета, так и возникающие при исследовании реальных электротехнических устройств. Каждой из рассматриваемых тем предшествуют необходимые теоретические сведения, представленные в справочной форме.

Разработаны методики определения термодинамической эффек-тивности идеальных и реальных циклов СКВ в виде холодильных ко-эффициентов и коэффициентов теплоиспользования, определены об-ласти существования и оптимальные условия реализации циклов. Предложена система усовершенствованной авиационной воздушно-холодильной машины, проведен ее комплексный термодинамический анализ, выявлены преимущества предложенной схемы перед СКВ, установленной на самолете Ту-204.

Монография посвящена решению актуальных проблем создания аппара¬турно-технологических и аппаратурно-физических комплексов применительно к задачам электронного приборостроения, оптимизации аппаратурного обеспе¬чения плазменных технологических процессов в современном вакуумном при-боростроении. Возбуждение химически активных сред рассматривается с учетом энерго- и массообмена (неравновесная плазма). Предложены методы использования высокочастотных полей с особыми частотно-спектральными свойствами для создания однородных и пространственно развитых плазменных объемов. Большое внимание уделено созданию современных высокоэффективных генераторов низкотемпературной плазмы - плазмотронов: Е-типа и Н-типа, гибридных генераторов, а также многоканальных пространственно распреде-ленных генераторов, позволяющих реализовать различные технологические операции. Особое внимание уделяется природоохранным аспектам использования техногенных устройств, какими являются высокочастотные и сверхвысо-кочастотные плазмотроны.

В учебник включены разделы лазерной физики, знание которых необходимо при использовании лазеров во многих областях науки и техники. Рассмотрено распространение волн в различных средах, обоснованы кинетические уравнения, которые лежат в основе теории лазеров, дано решение этих уравнений.

Особенностью учебника является принятое в нем построение излагаемого материала (теория, важные моменты, методика решения задач, примеры), позволяющее студенту самостоятельно изучать материал дисциплины независимо от формы обучения. Кроме того, в учебнике приводятся биографии выдающихся учёных-механиков с основными датами их жизни, дается предыстория рассматриваемой в главе темы с основными датами.

Монография посвящена развитию методов симметрийного (группового) анализа дифференциальных уравнений и их применению к исследованию уравнений механики сплошной среды. С помощью метода A-операторов найдены новые законы сохранения для уравнений газовой динамики. Приведен новый алгоритм групповой классификации системы дифференциальных уравнений; его эффективность и преимущества показаны на примерах уравнений газовой динамики и уравнений нелинейных продольных колебаний вязкоупругого стержня в модели Кельвина. Выполнена групповая классификация систем линейных дифференциальных уравнений первого порядка с двумя неизвестными функциями двух переменных. Решена проблема х-автономности и линейной автономности основной алгебры Ли системы линейных дифференциальных уравнений первого порядка; результаты для х-автономности переносятся на квазилинейную систему. Получены структурные теоремы о контактных и точечных преобразованиях, о законах сохранения для квазилинейных дифференциальных уравнений второго порядка. Исследованы обладающие максимальной симметрией обобщенное уравнение Дарбу и уравнение Овсянникова, описывающие установившиеся колебания в непрерывно-неоднородных средах. Проведен симметрийный анализ уравнений Ламе классической динамической и статической теории упругости, уравнения, описывающего нелинейные продольные колебания вязкоупругого стержня в модели Кельвина, уравнений движения несжимаемой вязкой теплопроводной жидкости с согласованными аномальными зависимостями коэффициента вязкости и коэффициента удельной теплоемкости от температуры. Найдены все эволюционные симметрические t-гиперболические по Фридрихсу системы, равносильные системам двумерных и трехмерных волновых уравнений. Получены новые подмодели газовой динамики: инвариантные, частично инвариантные, дифференциально-инвариантные; исследован их физический смысл.

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.

Особенность издания - информативность, научная обоснованность, инновационная направленность. Публикуются только достоверные материалы, имеющие научную и практическую ценность. На страницах журнала освещаются вопросы безопасности и эффективности энергетики всех отраслей, энергосбережения, охраны труда, подготовки персонала, новейшие разработки ведущих промышленных и научных организаций, тенденции развития альтернативной энергетики, нормативные акты и документы.

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

В книге изложены вопросы теории электромагнитных волн под углом зрения применения основных ее положений в технике СВЧ и антеннах. Рассмотрены вопросы излучения, распространения, преломления, отражения и возбуждения таких волн в свободном пространстве и в направляющих системах.

Звуковое вещание было и будет востребованным в общем ряду с большим количеством альтернативных источников информации. Обработка "сопровождает" звуковой вещательный сигнал (ЗВС) от пульта звукорежиссера до абонентского приемника и при аналоговой, и при цифровой передаче. Цель обработки заключается в согласовании свойств сигнала, как с особенностями слухового восприятия в помещении прослушивания, так и с возможностями канала передачи. В книге рассмотрены основные характеристики сигналов и каналов звукового вещания; базовые процедуры, используемые при цифровой обработке ЗВС; способы представления и основные алгоритмы обработки сигнала в канале звукового вещания, включая анализ искажений сигнала на всех этапах его передачи - при первичном цифровом преобразовании и компактном представлении, в процессе ручного регулирования уровня и аудиопроцессорной обработки. Особое внимание уделено алгоритмам обработки ЗВС, а также проблемам объективной оценки качества вещательного сигнала в системах, не нормируемых в рамках современного метрологического обеспечения и не отраженных в известных нам учебных изданиях.