Физика. Астрономия

Учебное пособие включает в себя результаты исследовательской работы автора в области оптимизации решения физических задач. Издание адресовано студентам, магистрантам, аспирантам, учителям, педагогам дополнительного образования и преподавателям, ведущим исследования в данной области.

Методические указания предназначены для студентов 1-го курса очной, очно-заочной и заочной форм обучения направления подготовки 15.03.03 «Прикладная механика» профиля «Вычислительная механика и компьютерный инжиниринг» и содержат описание порядка прохождения и подготовки отчёта по ознакомительной практике.

Методические указания содержат теоретические сведения о физических основах процессов ослабления, поглощения и рассеяния света дисперсными системами, примеры решения задач по определению характеристик дисперсных систем, задачи для самостоятельной работы и задания для лабораторно-практических работ.

В методических указаниях представлены необходимый минимум теоретического материала, алгоритм определения тепловых потерь аналитическим и экспериментальным способами для трубопроводов с изоляцией и без нее.

Журнал "Оптика и спектроскопия" основан в 1956 г. В журнале публикуются оригинальные и обзорные статьи из различных областей современной оптики и спектроскопии в диапазоне от радиоволн до рентгеновских лучей. Тематика журнала охватывает проблемы теоретической и экспериментальной спектроскопии атомов, молекул и конденсированного состояния, физики и техники лазеров, взаимодействия лазерного излучения с веществом, нанооптики, оптики фемтосекундных и предельно коротких оптических импульсов, нелинейной и квантовой оптики, физической и геометрической оптики, голографии и физических принципов построения оптических приборов, волоконной оптики, фотоники и оптоинформационных технологий, математического моделирования оптических явлений. Журнал является рецензируемым. Переводная версии журнала, "Optics and Spectroscopy" , входит в системы Web of Science, Scopus и в другие базы данных.

Учебное пособие предназначено для студентов, аспирантов и научных работников и содержит теоретические основы и рекомендации к выполнению научно-исследовательской работы по экспериментальному изучению параметров функциональных материалов с помощью волновода. В пособии содержится общая информация о волноводах, описаны методы измерения и расчетов электрических параметров различных материалов. В приложении описаны особенности методик измерений, основные результаты, полученные авторами за последние несколько лет.

Пособие посвящено основам работы в пакете FlexPDE, который предназначен для построения численных решений дифференциальных уравнений в частных производных с помощью метода конечных элементов. Описаны основные разделы типовой программы. Для демонстрации и эффективного освоения базового функционала пакета представлены примеры скриптов и задания для самостоятельной работы.

Методические указания содержат варианты контрольных заданий по физическому практикуму и может использоваться в качестве индивидуальных заданий для самостоятельной работы студентов. Все задания сопровождаются подробными указаниями по их выполнению и оформлению, охватывают такие разделы курса, как «Физические основы механики», «Молекулярная физика и термодинамика», «Электромагнетизм» и «Оптика и физика атома».

Пособие предназначено для самостоятельного изучения студентами модуля 2 курса «Физика». Изложены основные понятия, применяемые в термодинамике. Приведено уравнение состояния термодинамических систем. Рассмотрен статистический подход к равновесным состояниям.

Учебное пособие предназначено для самостоятельного изучения студентами материалов третьего модуля курса «Физика». Кратко изложены основы электростатики и магнитостатики. Даны основные понятия и определения. Рассмотрены примеры решения задач. Приведены задачи для самостоятельного решения.

Рассмотрен способ определения удельного заряда электрона методом магнетрона. Приведены принципы работы магнетрона. Дано описание устройства магнетрона начиная от испускания электронов из катода под действием термоэлектронной эмиссии. Рассмотрены виды траекторий электронов при различных значениях электрических и магнитных полей и их параметры. Описаны силы, действующие на заряд при его движении в скрещенных электрическом и магнитном полях.

Представлен теоретический материал для изучения явления вязкости в несжимаемых ньютоновских жидкостях. Изложена методика измерения вязкости по методу Стокса по наблюдению за движением шарика в вязкой среде. Дано описание экспериментальной установки. Даны указания по выполнению лабораторной работы МКТ-1 по курсу «Физика» и обработке результатов.

Предназначено для самостоятельной подготовки студентов к выполнению лабораторных работ по курсу «Электрические измерения неэлектрических величин». Рассмотрены основы электрических измерений на примерах мостовых схем. Исследованы методы определения методической погрешности измерений, обусловленной влиянием измерительных приборов.

Методические указания содержат работу для студентов по курсу «Физика», описание и последовательность её выполнения. Приводятся также необходимые теоретические сведения по теме «Электромагнетизм», в которых изучаются характеристики и свойства магнитных полей в вакууме и веществе и их действие на движущиеся заряды.

Представлен анализ отклика модельных и прикладных бактериальных препаратов на воздействие электромагнитных полей крайне высоких частот малой (нетепловой) интенсивности. Продемонстрированы возможности практического применения неинвазивной и бесконтактной, оперативной и экологически безвредной неионизирующей технологии электромагнитной обработки биосистем для регулирования их эволюции и (или) активности.

В методических указаниях рассмотрены факторы, влияющие на интенсивность отдачи теплоты отопительными приборами в отапливаемое помещение. Главное внимание уделено условиям теплообмена при естественной конвекции для некоторых типов отопительных приборов.

Данные методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплинам механика и прикладная механика включают в себя теоретическое обоснование, методику постановки и проведения опыта, типы используемых машин и измерительных приборов, порядок обработки результатов опыта. Рассматривается определение основных механических характеристик материалов и исследований деформаций, напряжений и перемещения при простых видах нагружения.

Представлен материал по основным разделам сопротивления материалов. Изложены основы теории, рассмотрены методы расчетов деформируемых элементов конструкций.

Рассмотрены основные теоретические сведения в области измерения давления, температуры и расхода, включая методы проведения поверок средств измерений. Приведены описания экспериментальных установок, изложен порядок проведения лабораторных работ при изучении следующих дисциплин: «Управление техническими системами», «Системы управления технологическими процессами», «Системы управления технологическими процессами и информационные технологии», «Системы управления химико-технологическими процессами», «Метрология, сертификация, технические измерения и автоматизация тепловых процессов», «Автоматизация и управление технологическими процессами», «Автоматизированные системы управления», «Автоматизированные системы управления технологическими процессами», «Основы автоматизации технологических процессов нефтегазового производства», «Технологические измерения и приборы» и «Технические измерения и приборы».

В сжатой, конспективной форме отражены основные фундаментальные темы и вопросы разделов физики: «Оптика», «Атомная физика» и «Ядерная физика». Использован блочный способ представления материала с целью акцентировать внимание на формулировках физических законов, базовых принципах и моделях. Для развития навыков логического мышления даны необходимые, но не чрезмерные математические выкладки. Выполнено в форме презентаций в формате PowerPoint.

С использованием программного пакета Power Point отражены основные вопросы курса «Общая физика» (разделы «Классическая механика» и «Молекулярная физика»). Представление материала в презентациях Power Point в виде различных информационных блоков: текста, формул, графиков, видеороликов, – возможность интерактивной работы позволяют повысить качество преподавания, уровень понимания и усвоения материала слушателями.

С использованием программного пакета Power Point отражены основные вопросы курса «Общая физика» (разделы Электричество» и «Магнетизм»). Представление материала в виде различных информационных блоков – текста, формул, графиков – позволяет повысить качество преподавания, уровень понимания и усвоения материала слушателями.

Приведены краткие теоретические сведения о термодинамических процессах в газах. Рассмотрены методики измерения теплоемкости на натурной и виртуальной установках.

Кратко рассмотрены явления поверхностного натяжения. Изложена методика экспериментального определения коэффициента поверхностного натяжения жидкости методом отрыва кольца. Представлено описание лабораторной установки. Даны указания по выполнению лабораторной работы и обработке результатов измерений.

Изложены основные теоретические сведения о динамике вращательного движения твердого тела и колебаниях физического маятника. Описана лабораторная установка, даны указания к проведению измерений и обработке их результатов.

Рассмотрено моделирование двухлинзового склеенного объектива в программе ZEMAX, выполнен аберрационный расчет объектива. Показано формирование таблиц и графиков оптического выпуска на основании данных расчета. Учебно-методическое пособие предназначено для самостоятельного выполнения студентами домашнего задания по учебной дисциплине «Прикладная оптика».

Издание содержит материалы, необходимые для выполнения и оформления типовых домашних заданий по модулям 5–7 курса «Основы теории цепей» (второй семестр обучения). Рассмотрено применение методов классического и операторного анализа переходных процессов. Показаны мгновенные распределения токов и напряжений по длине линии с распределенными параметрами в различных режимах ее работы.

Рассмотрено применение законов Кирхгофа и метода узловых потенциалов. Показаны преобразование «треугольник — звезда», график зависимости выделяемой на нагрузке мощности от сопротивления нагрузки, использование условия возникновения резонанса в цепи для поиска резонансных частот, применение метода контурных токов и расчет мощности гармонически изменяющегося тока. Приведено решение типовых заданий, в качестве примера проанализировано решение домашнего задания по теме «Цепи несинусоидального тока». Описано прохождение негармонических сигналов через цепи с комплексны частотно-зависимым импедансом. Рассмотрены способы расчета активной мощности негармонического переменного тока, выделяемой на нагрузке.

Представлены лабораторные работы, которые содержат технологические процессы управления формообразованием плоских оптических поверхностей и интерференционные методы контроля их статистических параметров, методики контроля параметров форм и радиуса кривизны сферических оптических поверхностей, а также методики контроля двойного лучепреломления и оптической однородности в плоских оптических заготовках из бесцветного стекла. Подробно рассмотрены процессы обработки на стадиях шлифования и полирования плоских оптических деталей и факторы, влияющие на эффективность формообразования. Приведены особенности технологии склеивания поверхностей сферических линз, оптические функциональные схемы и реализованные на их основе методики контроля децентричности, возникающей в процессе сборки блока (склейки из двух оптических линз).

Рассмотрена методика газодинамического расчета и выбора рациональных параметров газовой метательной установки на основе решения баллистической задачи Лагранжа в рамках выполнения курсовой работы по дисциплине «Газовая динамика». Кратко изложены основы газодинамического описания разгона тел сжатым газом, представлены методы численного решения прямой задачи газодинамического разгона тела в трубе. Приведены задача баллистического проектирования установки на сжатом газе и методика ее решения. Даны методические рекомендации по выполнению курсовой работы и варианты заданий.

Издание содержит необходимый минимум теоретических сведений и расчетных соотношений для выполнения и защиты домашнего задания по теме «Одномерное стационарное течение» по курсу дисциплины «Механика жидкости и газа. Часть 2». Приведены пример выполнения домашнего задания, а также требования к его оформлению и список контрольных вопросов. Пособие включает справочные материалы о физических свойствах распространенных газовых сред, параметры стандартной атмосферы, а также газодинамические функции в графическом и табличном виде.

Изложены теоретические положения курса физики, а также методические материалы для практических и лабораторных занятий по разделу «Оптика», являющегося частью изучаемого курса физики.

В учебном пособии кратко излагаются основы физики твердого тела для изучения на физических или физико-математических факультетах педагогических институтов (университетов). Пособие разработано в соответствии с программой «Основы теоретической физики», утвержденной Министерством образования Российской Федерации в 2001 г.

В данном учебном пособии рассмотрены элементы теории из раздела численных методов решения обратных задач. Пособие может быть рекомендовано как для самостоятельного изучения курса «Оценивание параметров в обратных задачах», так и для подготовки к выполнению практических заданий.

Учебное пособие предназначено для инженерно-технических направлений и специальностей механико-технологического факультета и в нем сделан акцент на самые ключевые проблемы курса сопротивления материалов. Пособие охватывает основные вопросы статической прочности, жесткости и устойчивости стержня при простых деформациях (растяжение-сжатие, кручение и плоский изгиб) и сложных деформациях. Также рассмотрены динамические задачи (расчет элементов конструкций при движении с ускорением, инженерная теория удара, расчет на прочность при колебаниях) и даны элементы теории пластин и оболочек. По всем темам приводятся типовые примеры с решениями.

Методическое пособие предназначено для студентов РЭФ специальностей 28.03.01 – Нанотехнологии и микросистемная техника и 11.03.03 – Конструирование и технология электронных средств.

Пособие посвящено изучению отражающих и пропускающих свойств тонких диэлектрических пленок с единых позиций волновой теории электромагнитного поля. Моделью пленки является трехслойная диэлектрическая структура: «подложка–пленка–защитный слой». Изложены физические основы работы такой структуры в режимах прохождения ТЕ- и ТМ-поляризованных световых волн, в том числе и с полным внутренним отражением на нижней границе раздела диэлектрических сред. Получены формулы для нахождения амплитудных и энергетических коэффициентов отражения и пропускания диэлектрических пленок. Исследованы зависимости таких коэффициентов от длины волны, углов наклона и состояния поляризации световых волн, а также от оптической толщины пленок. Включены вопросы, задачи и расчетно-графические задания, способствующие более глубокому пониманию физических процессов распространения и преобразования световых волн в тонких диэлектрических пленках и методов их компьютерного моделирования.

Пособие содержит материалы для углубленного изучения принципов определения цвета по оптическому спектру в рамках курса «Оптический спектральный анализ», а также закрепления полученных знаний в процессе выполнения лабораторной работы по определению координат цвета различных источников излучения с использованием малогабаритного спектрометра «Колибри-2».

Основная цель курса — формирование теоретической основы знаний и навыков на материале классических проблем гидро- и газодинамики для математического моделирования процессов, связанных с интенсивным движением жидких и газообразных сред. Выполнение заданий, приведенных в последнем разделе курса лекций для каждой части, поможет овладеть навыками решения стандартных и нестандартных проблем.

Рассмотрены основные схемы и циклы работы парокомпрессионных холодильных машин (ПХМ), применяемые в них холодильные агенты, методы расчета циклов, энергетических потерь и характеристик ПХМ. Описан программный пакет CoolPack, позволяющий рассчитывать и определять параметры узловых точек холодильных циклов, характеристики циклов, а также теплофизические свойства холодильных агентов и хладоносителей в широком диапазоне температур и давлений.

Представлены результаты разработки научно-технологических основ регулирования формоустойчивости заготовки верха обуви из натуральной кожи шкур КРС различных сортов за счет применения ВЧ-плазмы пониженного давления на разных стадиях технологического процесса ее производства.

Основная цель курса — формирование теоретической основы знаний и навыков на материале классических проблем гидро- и газодинамики для математического моделирования процессов, связанных с интенсивным движением жидких и газообразных сред. Выполнение заданий, приведенных в последнем разделе курса лекций для каждой части, поможет овладеть навыками решения стандартных и нестандартных проблем.

В данных методических указаниях приведены краткая теоретическая справка по применению метода магнетрона для определения удельного заряда электрона и методика выполнения лабораторной работы. По итогам лабораторной работы обучаемым предлагается сделать сравнение данных, полученных в ходе эксперимента, с теоретическими и оценить погрешность результата.

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

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

В данном учебном пособии приведены универсальные методы первичной обработки изображений, предназначенные для решения различных практических задач. Показано, как считывать изображение в рабочую область компьютера, настраивать контрастность изображения, записывать отредактированное изображение в файл, как выполнить обнаружение края изображения путем разделения изображения на блоки, как расширить изображение, как использовать регуляризованную деконволюцию для обработки изображений, как размыть двоичное изображение, как использовать деконволюцию Винера для размытых изображений. Показана базовая структура изображений и методы улучшения данных для изображений с мультиспектральными данными, как измерять параметры объектов в полутоновом изображении, как использовать фазовую корреляцию в качестве предварительного шага автоматической регистрации изображения, как использовать алгоритм Люси-Ричардсона для обработки изображений, как использовать скрытую деконволюцию. Имеются примеры геометрических преобразований, а также показано, как использовать Image Processing ToolboxTM для визуализации и анализа видео или последовательностей изображений. Экспериментальная часть работы выполнена с применением пакета программирования Мatlab.

В методических указаниях рассмотрены явления переноса, их законы и характеристики, связь между ними. Детально изучен перенос импульса (внутреннее трение или вязкость) в жидкостях. Рассмотрена вязкость крови в биологических объектах. Методические указания предназначены для всех курсов технических специальностей, изучающих дисциплины «Физика», «Общая физика», «Физика-2», «Биомеханика», «Биофизические основы живых систем», «Физика биологических процессов» любой формы обучения.

Предназначено для самостоятельной работы студентов, обучающихся на инженерных направлениях и изучающих курс «Общей физики», позволяет определить степень усвоения изучаемого материала. Данное пособие может быть использовано при проведении рубежных, итоговых и промежуточных контрольных испытаний студентов.

В учебно-методическом пособии представлены основные положения теплотехнического расчета ограждающих конструкций, гидравлики и аэродинамики систем теплогазоснабжения и вентиляции с использованием нормативных и справочных материалов, а также принципы конструирования систем отопления и естественной вентиляции жилых зданий. Даны рекомендации для подготовки к практическим занятиям и самостоятельной работе обучающихся.

На одном из фрагментов Вселенной, т.е. в нашей Солнечной системе, успешно завершается один полный эволюционный цикл природы, непосредственным участником которого является последний биологический вид и высший субъект природы — человек. Но это событие вселенского значения и масштаба до сих пор не имеет своего научного объяснения. Я как автор этой работы пытаюсь восполнить данный пробел в своем сознании. Заодно предлагаю широкой аудитории и научному сообществу ее в качестве исходной рабочей теории для того, чтобы общими усилиями восполнить этот недостаток мировой науки и образовательных программ.