Физика. Астрономия

Данный учебник завершает линию учебно-методических комплексов «Сферы» по физике. Издание подготовлено в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта среднего общего образования. Материал учебника направлен на формирование научных представлений о физических законах и явлениях и основывается на достижениях современной физики и техники. Главными особенностями данного учебника являются фиксированный в тематических разворотах формат, лаконичность и жёсткая структурированность текста, разнообразный иллюстративный ряд.

Материал учебника, завершающего предметную линию «Классический курс», даёт представление о современной физике: теории относительности, квантовой теории, физике атомного ядра и элементарных частиц, строении Вселенной. Учебный материал содержит информацию, расширяющую кругозор учащегося; темы докладов на семинарах, интернет-конференциях; ключевые слова, несущие главную смысловую нагрузку по изложенной теме; образцы заданий ЕГЭ. Учебник соответствует требованиям Федерального государственного образовательного стандарта среднего общего образования и реализует базовый и углублённый уровни образования учащихся 11 классов.

В учебнике, начинающем предметную линию «Классический курс», рассмотрены преимущественно вопросы классической физики: классической механики, молекулярной физики, электродинамики. Учебный материал содержит информацию, расширяющую кругозор учащихся; темы докладов на семинарах, интернет-конференциях; ключевые слова, несущие главную смысловую нагрузку по изложенной теме; образцы заданий ЕГЭ. Учебник был переработан в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта среднего (полного) общего образования и реализует базовый и углублённый уровни образования учащихся 10 классов.

Рассмотрены методы расчёта характеристик и параметров движения механических систем и конструкций как основа для анализа их динамической прочности по методу конечных элементов. Изложена теория колебаний автономных консервативных и диссипативных систем с одной степенью свободы. Передаточные функции и частотные характеристики получены с использованием собственного времени системы и безразмерной частоты возбуждения. Движение неавтономных систем с конечным числом степеней свободы описано методом разложения его по формам главных колебаний. Изложение сопровождается большим числом примеров. Часть материала вынесена в упражнения. Выкладки, примеры, задачи и упражнения сопровождены текстами Maple-программ.

Приведены краткие теоретические сведения, необходимые для описания свойств конструкционных материалов и процессов, протекающих при обработке материалов давлением и резанием, а также при осуществлении литейных и сварочных процессов. Представлены практические работы, позволяющие изучить физические основы процессов прямого прессования (выдавливания), продольного точения, литья и ручной дуговой сварки.

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.

Издание по структуре, содержанию и методике ориентировано на изучение дисциплины «Прикладная механика» согласно действующим стандартам и нормативным данным, принятым в практике конструирования. Содержит теоретический материал, лабораторные работы, а также примеры выполнения курсового проекта по прикладной механике.

Рассматриваются решения прикладных задач электро- и магнитостатики, корректной постановки граничных задач с использованием уравнений Лапласа и Пуассона. Приводятся численные методы интегрирования уравнений.

В пособии рассмотрены вопросы контактного и бесконтактного измерений температуры.

Практикум состоит из двух частей. Во второй части приведены лабораторные работы по изучению инструментов для подготовки и проведения инженерного анализа объектов с контролируемой микроструктурой композитных конструкционных материалов.

Рассмотрены понятия о напряжениях; интегральные характеристики плоских сечений; напряженное и деформированное состояния твердого тела; полная математическая модель растяжения, кручения, изгиба; примеры вычисления перемещений и др.

Монография посвящена проблеме антропного принципа, которая на сегодня не имеет даже общей формулировки, несмотря на то, что ею занималось большое число исследователей – философов и естествоиспытателей, представляющих различные научные школы. В диалоге с ними авторы монографии предлагают такую методологическую инновацию, как разведение Бытия и Действительности в качестве реальных объектов, одновременно с утверждением Действительности как антропного продукта освоения Бытия.

Рассмотрены явления, обусловленные взаимодействием на уровне элементарных частиц, атомных ядер, атомов, атомных слоев и требующие квантово-механического подхода к своему описанию и моделированию в силу малости взаимодействующих объектов. Изложены основные отличия квантового описания от классического. Представлены базовые модели, лежащие в основе квантово-механического моделирования нано- и фемтоструктур. Приведены оригинальные задания для самостоятельной проработки.

Учебно-методическое пособие содержит краткий теоретический материал, пояснения, примеры домашнего задания, вопросы для самоподготовки к промежуточной аттестации и справочно-методический материал по дисциплинам «Термодинамика и теплопередача» и «Теплотехника».

В учебном пособии рассмотрены теоретические основы формирования свойств акустических материалов, в том числе декоративно-акустических, звукопоглощающих и звукоизоляционных. Рассмотрены основы формирования комфортной акустической среды в помещениях за счет применения звукоизоляционных и звукопоглощающих изделий в специализированных системах. Изложены методы нормирования и проектирования акустических систем, а также свойства и акустические характеристики наиболее применяемых декоративно-акустических материалов.

В монографии рассмотрены особенности гидравлического расчета сетей водоотведения с отложениями в лотковой части труб, обоснован новый подход в расчете гидравлических характеристик труб с учетом изменяющихся значений характеристик их гидравлического потенциала, зависящих от толщины слоя осадка в лотковой части, также предложены расчетные зависимости, учитывающие изменения гидравлических характеристик труб в процессе эксплуатации.

Фронтальный рост тел часто сопровождается изменением фазового состояния вещества, приводящего к превращению свойств и плотности, что в свою очередь приводит к возникновению или изменению напряженно-деформированного состояния растущего тела. Примеры тому: твердение больших металлических отливок, выращивание и твердение бетонных изделий и зданий, аддитивные технологии, намоточные толстостенные изделия из армированных анизотропных полимеров, выращивание кристаллов и многоцентровое отверждение (например поликристаллы), растущая кора и развитие планет при действии гравитации, рост скелетов живых организмов и т.п. В книге применяется теория в двух вариантах (дискретная и континуальная), в компетенции которых входят указанные выше практически важные проблемы. Эти теории способны описать кинетику НДС указанных разнообразных фронтально растущих твердых растущих тел, включая при необходимости гравитационное сжатие и разрушение атома.

Учебно-методическое пособие составлено в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования с учетом рекомендаций примерной основной образовательной программы высшего образования по магистратуре. Цель пособия — повышение уровня освоения компетенций в области проектирования зданий и сооружений по современному строительству объектов мирового опыта проектирования и строительства. Пособие состоит из двух частей, содержит теоретический материал, примеры расчета и рекомендации для приобретения практических навыков, необходимых для разработки проектных решений по проектированию и строительству зданий и сооружений. Предназначено для решения архитектурно-строительных задач в области физики среды на практических занятиях и в курсовых работах и проектах обучающимися магистратуры.

Учебно-методическое пособие составлено в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования с учетом рекомендаций примерной основной образовательной программы высшего образования по магистратуре. Цель пособия — повышение уровня освоения компетенций в области проектирования зданий и сооружений по современному строительству объектов мирового опыта проектирования и строительства. Пособие состоит из двух частей, содержит теоретический материал, примеры расчета и рекомендации для приобретения практических навыков, необходимых для разработки проектных решений по проектированию и строительству зданий и сооружений. Предназначено для решения архитектурно-строительных задач в области физики среды на практических занятиях и в курсовых работах и проектах обучающихся магистратуры.

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.

Журнал публикует статьи и краткие сообщения по следующим направлениям физики и техники полупроводников: аморфные полупроводники, микро- и наноструктуры, дефекты и примеси, легирование и имплантация, радиационные эффекты, эпитаксия и рост тонких пленок, зонная структура полупроводников, транспортные явления, эффекты туннелирования, прикладные аспекты материаловедения.

Журнал "Физика твердого тела" основан в 1959 году А.Ф.Иоффе, который и был первым главным редактором журнала. Журнал самого широкого тематического профиля публикует результаты экспериментальных и теоретических исследований во всех областях физики твердого тела, включая оптику, акустику, электронные и колебательные спектры, фазовые переходы, сегнетоэлектрики, магнетизм, сверхпроводимость, механические свойства. Предметом исследований публикуемых статей и заказных обзоров являются металлы, диэлектрики, полупроводники, твердотельные системы низкой размерности, тонкие пленки.

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.

Журнал технической физики - один из старейших физических журналов России. Он был основан в 1931 году А.Ф.Иоффе и по своему содержанию с самого начала служил аналогом американского Journal of Applied Physics, основанного одновременно. С момента организации журнала его лицо многократно изменялось в соответствии с бурным развитием физики в нашем веке. Несмотря на образование, в том числе и на базе ЖТФ, ряда специализированных журналов ( Физика твердого тела, Физика и техника полупроводников, Письма в ЖТФ, Радиотехника и электроника, Физика плазмы, Квантовая электроника и др.) все разделы современной прикладной физики, которым посвящены эти журналы, находят отражение и на страницах ЖТФ. Традиционным для журнала является раздел "Теоретическая и математическая физика". Значительное место уделяется исследованиям физики поверхности, атомной и молекулярной физике, различным свойствам материалов. Систематически публикуются результаты работ по созданию новых приборов и развитию методики физического эксперимента.

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.

Основное внимание уделено вопросам распространения и дифракции электромагнитных волн в искусственных средах имеющих упорядоченную структуру – так называемым фотонным кристаллам (ФК). Описаны современные строгие электродинамические методы анализа фотонных кристаллов. Исследуются явления полос непрозрачности, зависящих от поляризации и направления распространения собственных волн кристалла. Приводятся методики гомогенизации фотонного кристалла в области низких частот. Показаны результаты синтеза и строгого анализа фокусирующих устройств выполненных из ФК.

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.

Излагаются основы широко применяемых в настоящее время методов исследования структуры неупорядоченных, аморфных и наноматериалов, в том числе с использованием синхротронного излучения. Описаны теоретические основы методов и особенности их применения.

В пособии вводятся основные понятия и определения теории асимптотических разложений, рассматриваются различные методы построения асимптотических разложений интегралов, зависящих от параметра, а также построение приближенных решений алгебраических уравнений. Наряду с теоретическим материалом подробно разобран ряд примеров. Предлагаются задачи и упражнения для самостоятельного решения.

Лабораторный практикум включает в себя задания для отработки умений и навыков проведения демонстрационного эксперимента по физике в 7 и 8 классах. В практикуме содержится краткий теоретический материал и рекомендации по выполнению заданий. Предназначен для студентов педагогических вузов.

В практикуме рассмотрены методы расчета электрических, магнитных цепей постоянного тока и однофазных цепей синусоидального тока. Представлены необходимые методические указания и рекомендации для выполнения контрольных работ по расчету линейных электрических и магнитных цепей постоянного и однофазного синусоидального тока. Приведены вопросы для подготовки студентов к экзамену по первой части ТОЭ.

Приведена классификация основных методов местоопределения в глобальных навигационных спутниковых системах. Рассмотрены абсолютные и относительные методы местоопределения различной точности и оперативности по измерениям систем ГЛОНАСС и GPS, в том числе с использованием систем широкозонной дифференциальной коррекции. Описано местоопределение как статического, так и динамического потребителя. Значительное внимание уделено высокоточному абсолютному местоопределению. Изложены теоретические и методические материалы к лабораторным работам по местоопределению потребителя в глобальных навигационных спутниковых системах.

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.

The basic concepts and definitions, the history of the development of nanotechnology, their potential and development prospects are considered. The classification of nanomaterials is presented, the structural features of nanomaterials, size effects, and properties of nanoobjects are considered. The main approaches and technologies for producing nanomaterials, methods for studying nanoscale structures are presented, the diagnostic features and metrology problems in the field of nanotechnology are considered.

Рассмотрены основные теоретические сведения по теме «Поляризация световых волн», входящей в курс общей физики, а также представлены лабораторные работы.

Изложены краткие теоретические сведения и представлены материалы для подготовки и выполнения лабораторных работ по сопротивлению материалов.

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.

Изложены основные теоретические положения, рассмотрены расчетные соотношения истечения идеального и реального газов и паров из комбинированного конусного сопла Лаваля. Приведено описание пакета CoolPack, позволяющего рассчитывать и определять параметры узловых точек процессов истечения газов и паров, а также физико-химические и теплофизические свойства газов и паров в широком диапазоне температур и давлений. Представлены варианты расчетных заданий, справочные материалы и образец оформления отчета по курсовой работе с использованием табличного процессора Excel.

Рассмотрены основные теоретические положения по газовой динамике сплошных и разреженных сред, а также расчетные и конструктивные решения по вакуумным насосам и компрессорам. Содержит девять лабораторных работ: по измерению параметров воздушного потока, исследованию параметров потока газа и потерь в плоском диффузоре, измерению на типовой вакуумной установке, измерению длины свободного пробега атомов паров металла при пониженных давлениях, а также по исследованию работы и снятию основных характеристик водоструйных, водокольцевых, пластинчато-роторных и мембранных компрессоров и вакуумных насосов.

Рассмотрены физические принципы, лежащие в основе метрологического обеспечения расхода многофазных потоков. Освещены вопросы обеспечения единства измерений, методологии и применения средств поверки многофазных расходомеров и измерительных систем. Рассмотрен широкий круг вопросов по расчету потоков различной структуры в конкретных технических условиях.

Представлены материалы для подготовки к контрольным работам по теоретической механике, раздел «Динамика».

Рассмотрены основы получения порошковых материалов и способы их переработки, вопросы технологического горения, импульсных воздействий на материал и изделия энергией взрыва. Предложены методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине «Технология материалов и покрытий».

Представлены основные понятия теории уравнений в частных производных. Рассмотрены наиболее важные уравнения математической физики, особенности постановки соответствующих краевых задач и методы их решения. По каждой теме приведены практические примеры.

Содержит краткий теоретический курс по разделам физики «Электростатика», «Постоянный ток», «Магнетизм». Рассмотрены примеры решения задач, предложены вопросы для самоконтроля и контрольные задания.

Содержит теоретический материал и описание лабораторных работ по разделу общего курса физики «Магнитное поле». Особое внимание уделено изложению основных закономерностей магнетизма вещества и физики магнитных явлений, встречающихся в процессе выполнения лабораторных работ. Описание лабораторных работ содержит порядок их выполнения, методику расчета и обработки результатов проведенного эксперимента.

Рассмотрены назначение и сущность процессов осветления в производстве кожи и меха, представлен обзор и анализ новых химических материалов и методов, применяемых в процессах осветления и крашения. Проведен анализ возможности применения высокочастотной плазменной обработки в данных процессах с целью модификации волосяного покрова, а также кожевенного полуфабриката.

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 представленном пособии рассматриваются два классических раздела физики – механика Ньютона и электродинамика Максвелла. При этом основные положения изложены под прикладным углом зрения, приведены примеры инженерной реализации рассматриваемых физических явлений и описывающих эти явления законов и уравнений. Для учащихся предложены небольшие проектные задания по созданию соответствующих технических устройств.

В данной монографии теория относительности рассматривается как раздел науки, находящийся на пересечении физики и математики, предметом которого является изучение влияния систем отсчёта на результаты измерений или расчётов параметров различных физических объектов. В монографии обсуждаются подходы как классической механики, так и теории относительности Эйнштейна - специальной и общей, а также соотношения неопределённостей, свойственные микромиру.

Статуи с острова Пасхи завораживают своим видом, размерами и таинственностью. Их около 900, раскапывают всё новые. Они расположены по всему острову. Кто их построил, зачем? Эти вопросы не дают покоя ученым. Автор развил известные гипотезы и провел свои исследования пирамид, курганов, дольменов, сейдов, статуй моаи. В результате были сформулированы общие свойства древних мегалитических объектов, среди которых главные: защита природы от землетрясений и катастроф, лечебное и, наоборот, устрашающее воздействие на человека. Кроме того, открылась цель выживания и приспособления особей древней цивилизации к новой главной частоте Шумана, которая уменьшилась в результате глобальной планетарной катастрофы. Удивительным фактом было точное подпадание свойств статуй с острова Пасхи под выявленные многочисленные свойства мегалитических объектов. Выявлены также общие конструктивные признаки, возможность объединения в комплексы для суммарного воздействия на природу, противников и людей. Выявлены такие удивительные общие свойства статуй с пирамидами, как примерно одновременное их разрушение. Представители древней цивилизации, во-первых, увековечили свой внешний вид для многих последующих поколений этими статуями, и, во-вторых, построили оригинальную систему подавления катастроф и воздействия на человека, животных и природу, и приспособления к новым условиям после планетарной катастрофы. Выявлен период их действия и период разрушения.