Физика. Астрономия

Рассмотрена возможность обучения технологии и развития культуры физического эксперимента на примере фотоэлектрических исследований ZnO c адсорбированным красителем. Обсуждаются все основные этапы исследования от постановки эксперимента до интерпретации полученных результатов.

Рассмотрены вопросы преподавания основ голографии в курсе общей физики. Приведены принципы построения спецкурса «Голография и ее применение». Даны примеры выпускных квалификационных работ голографической тематики.

Показано, что принципиальная неизмеримость иррациональных чисел, встречающихся в теоретических моделях математической физики, делает проблематичной экспериментальную верификацию этих моделей и должна приниматься во внимание при обсуждении границ применимости теоретических конструкций, в частности, концепции детерминизма Лапласа. В экспериментальной физике использование дискретных вещественных чисел в качестве численных оценок значений физических величин, строго говоря, не имеет смысла. Такой оценкой является только доверительный интервал, в котором с определенной вероятностью прогнозируется нахождение измеренных значений. Это, в частности, приводит к необходимости критического обсуждения физического смысла понятий равенства и неравенства измеренных значений физических величин.

Показано, что один из основных вопросов классической термодинамики, а именно, оценка верхнего предела эффективности реальной тепловой машины, является не окончательно решенным и может быть предметом дальнейших уточнений. Дело связано с тем, что от идеальных условий, предполагаемых в исследовании Карно, а именно, квазистатичности термодинамических процессов в цикле Карно, возможны различные отклонения, прежде всего конечность времени цикла. Естественно, что значения реальной эффективности всегда заведомо меньше оценки, полученной Карно, однако уточненное значение сохраняет свойство универсальности (в смысле независимости от свойств рабочего тела).

Описан вариант лекционного изложения темы «Законы Максвелла распределения молекул газа по скоростям хаотического движения» в рамках курса общей физики технических ВУЗов. В основе изложения лежит последовательное использование условий постановки задачи и свойств функций распределения, что позволяет упростить процесс понимания и запоминания студентами смысла каждого сомножителя, входящего в функции распределения, обеспечивая безошибочное практическое применение различных функций распределения Максвелла применительно к поставленным задачам.

В статье представлена теория магнитного поля многослойного соленоида конечной длины с произвольным числом витков. Описана методика экспериментального и теоретического изучения распределения магнитного поля соленоида при проведении лабораторного практикума в курсе физики для студентов инженерно$технических специальностей. Приведены результаты измерений, а также результаты теоретического расчета индукции магнитного поля внутри соленоида по специально разработанной программе.

В данной методической заметке предложены простые способы вывода выражения для плотности силы Абрагама, действующей со стороны электромагнитного поля на вещество. Эти способы полезны для начального ознакомления в лекционных курсах.

Подробно рассмотрены задачи по квантовой физике, предлагаемые на семинарских занятиях и в домашних заданиях студентам МГТУ им. Н.Э. Баумана в рамках курса общей физики. Тематика этих задач включает в себя волновые свойства микрочастиц, соотношения неопределенностей, стационарные задачи квантовой механики, измерение физических величин и принцип суперпозиции. Задачи сформулированы с учетом наиболее интересных квантовых явлений – туннельного эффекта, эффекта Рамзауэра, опыта Хофштадтера и т.д. Отмечена важность изучения студентами технических вузов квантовой физики как инженерной науки. Показано, что решения стандартных задач квантовой механики можно наглядно иллюстрировать результатами экспериментальных исследований, выполненными с помощью современных нанотехнологий.

В 2009 году исполнилось сто лет с выхода в свет первого руководства к выполнению лабораторных работ по физике профессора Московского университета А.П. Соколова [1]. С тех пор и в московском университете, в других вузах нашей страны, а также за рубежом было разработано множество лабораторных работ, посвященных изучению различных физических явлений и физических законов самыми разнообразными методами. По материалам учебных пособий различных вузов, посвященных физическому практикуму, по материалам публикаций в различных журналах, в том числе в реферативном журнале «Физика», на физическом факультете МГУ написаны книги [2–4], в которых собрана информация о лабораторных работах по механике, молекулярной физике, электричеству и магнетизму, опубликованных за прошедшие сто лет. В настоящей статье представляется книга [5], в которой описаны опубликованные за эти годы лабораторные работы по оптике.

Авторами разработана методика формирования исследовательских компетенций студентовфизиков в рамках лабораторного практикума. Методика предполагает, что, кроме предусмотренных программой лабораторных работ, студенты выполняют задания творческого характера, формулировка которых составлена в трех уровнях сложности. Методика формирования исследовательских компетенций студентов физиков раскрыта на примере выполнения творческого задания исследовать свойства наноматериала – магнитной жидкости. Приведены результаты эксперимента, подтверждающего эффективность применения данной методики проведения лабораторного практикума в вузе.

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре экспериментальной физики физического факультета Воронежского государственного университета.

Журнал является профильным периодическим научным изданием. Выделен в самостоятельное периодическое издание из общенаучного журнала «Вестник Томского государственного университета» в 2014 г. «Вестник Томского государственного университета. Химия» – первый профильный журнал по химии в г. Томске и нацелен на повышение публикационной активности научных сотрудников университетов Томской области и не только. Основные разделы журнала: Синтез и свойства веществ и материалов Физико-химические закономерности процессов, структура и свойства соединений Теоретические и прикладные вопросы аналитической химии Химическая технология Биохимические свойства неорганических и органических соединений

В монографии рассмотрены вопросы философии, проектирования устройств различного назначения. Показаны пути получения и преобразования энергии. Приведены технические решения многочисленных проблем в строительстве, санации трубопроводов, энергетике, сельском хозяйстве, машиностроении и т.д. Рассмотрены решения разнообразных задач на базе торовых технологий. Адресована аспирантам, соискателям, преподавателям вузов, специалистам, работающим в области технических наук, а также может быть полезной студентам технических специальностей.

В пособии рассматриваются законы и методы преобразования теплоты в другие виды энергии, свойства рабочих тел, участвующих в процессе преобразования, законы переноса теплоты и методики расчета процессов тепломассообмена. Предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки 270800.62 – Строительство

Пособие разработано в соответствии с ФГОС ВПО. Содержит учебно-методические материалы для выполнения лабораторных работ, краткое описание математических методов обработки экспериментальных данных контрольные вопросы, образцы отчетной документации, правила техники безопасности, литературу. Предназначено для студентов 1–2 курсов специальности 060601.65 (30.05.01) – Медицинская биохимия.

В лабораторном практике приводятся теоретические сведения и методика проведения лабораторных работ, индивидуальные задания для выполнения этих работ по темам: защитные меры в электроустановках, основы электробезопасности, действие электрического тока на организм человека. Предназначен для бакалавров, обучающихся по направлению подготовки 140400.62 – Электроэнергетика и электротехника, профилям подготовки: «Электроснабжение», «Электроэнергетические системы и сети», «Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем», «Менеджмент в электроэнергетике и электротехнике».

В монографии представлено исследование метода определения моментов инерции и сил сопротивлений в силовом агрегате и ходовой системе транспортного средства на инерционном стенде с беговыми барабанами с использованием технологии автоматической идентификации информационных параметров на режиме «разгон – выбег». Адресована магистрантам, аспирантам и преподавателям технических вузов, а также специалистам производственных и сервисных предприятий, специализирующимся в области «Техника и технологии наземного транспорта».

Целью данного курса является изучение основных методов теоретического описания, расчета, качественного и количественного анализа динамических систем, общих для любых физических систем, формирование фундаментальных знаний об основных способах описания динамических систем на основе канонических методов и вариационных принципов, используемых во всех разделах теоретической физики. Данная учебная дисциплина входит в базовую часть цикла профессиональных дисциплин по направлению подготовки 011200.62 – Физика.

В лабораторном практикуме приводятся теоретические сведения и методика проведения лабораторных работ по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности», индивидуальные задания для выполнения этих работ по темам: защитные меры в электроустановках, основы электробезопасности, действие электрического тока на организм человека. Предназначен для студентов направления подготовки 140400.62 – Электроэнергетика и электротехника (профили подготовки: «Электроснабжение», «Электроэнергетические системы и сети», «Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем», «Менеджмент в электроэнергетике и электротехнике») квалификация выпускника «бакалавр».

Приведены примеры решения задач по теме «Динамическое действие нагрузок» с краткими теоретическими сведениями из курса сопротивления материалов (технической механики).

Пособие предназначено для оказания помощи студентам строительных специальностей при выполнении расчётно-графических работ по сопротивлению материалов и основам строительной механики. Включает в себя теоретическую часть, тестовые задачи и расчетно-графические задания.

В лабораторной работе изучаются основы метода амплитудного сканирования и применение ультразвуковой аппаратуры.

Методические указания предназначены для студентов 3, 4 курсов специальности 200402.65 «Инженерное дело в медико-биологической практике» и направлению 201000.62 «Биотехнические системы и технологии» по дисциплине «Автоматизация обработки экспериментальных данных».

В методических указаниях представлена лабораторная работа по изучению способов описания электростатических полей. Рассматриваются основные характеристики электростатического поля, а так же связь между ними.

Изложены сведения об основных свойствах цвета, о цветовом круге, смешении цветов и красок, факторах, изменяющих собственный цвет, контрасте, светотени, изменении цветов на расстоянии, теории цветовой выразительности, искусстве цвета, дизайне интерьера и цвета в интерьере.

Рассмотрены основные методы исследования структуры материалов, параметры микроструктуры и способы ее визуализации. Особое внимание уделено методам микроскопии, применяемым в материаловедении, таким как оптическая, электронная и зондовая. Приведены сведения о дополнительных и специальных микроскопических методах.

В монографии изложены результаты экспериментальных и теоретических исследований парообразования сжиженных газов при их аварийном залповом выбросе в атмосферу. Приведена разработанная модель оценки последствий аварий на объектах хранения, переработки и использования сжиженных газов. Модель базируется на численном решении трехмерных нестационарных уравнений гидродинамики, переноса массы и энергии. Вычислительная процедура реализована c использованием программы FLUENT. На основе представленной модели исследовано влияние скорости ветра, устойчивости атмосферы, теплового эффекта при конденсации водяного пара, препятствий в области выброса в виде зданий, сооружений на интенсивность парообразования и характеристики опасных зон при залповом выбросе сжиженного газа.

Излагается материал по волновым технологиям, применяемым в нефтедобыче и нефтепереработке. Дан анализ существующих видов волнового воздействия, их применение в различных процессах. Рассмотрена техника генерации волн, проанализированы некоторые технологические процессы, сделан упор на оценку возможности использования волновой технологии в проектных технологических процессах.

В сборнике представлены статьи авторов, которые включают од-но направление: новые текстильные и композитные материалы в техническом текстиле и их применение в промышленности.

Представлены материалы Международной научной конференции «Плазменные технологии исследования, модификации и получения материалов различной физической природы» и Международной научной школы молодых ученых и специалистов «Плазменные технологии в исследовании и получении новых материалов», где отражены новые направления работ по плазменным технологиям.

Содержит материалы X Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых с элементами научной школы «Новые технологии и материалы легкой промышленности», в которых отражены новые направления работ.

Сборник содержит материалы III Республиканской научно-технической конференции «Низкотемпературная плазма в процессах нанесения функциональных покрытий», предоставленные учеными из ведущих учебных и научных учреждений Республики Татарстан. Организаторами конференции являются Академия наук РТ, Министерство образования и науки РТ, Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казанский национальный исследовательский технологический университет, Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева, Казанский физико-технический институт им. В.К. Завойского КазНЦ РАН, ООО НПП «Резтехкомплект».

В основе учебного пособия лежит идея взаимосвязанного и одновременного развития группы речевых навыков (чтения, говорения, аудирования), необходимых в профессиональном общении будущих специалистов в области наноинженерии. Центральной темой текстового материала пособия является наноинженерия – технологии разработки наноматериалов, их свойства и применение. Использовано множество заданий творческого и дискуссионного характера, а также задания, направленные на анализ конкретных ситуаций будущими специалистами, что создает интерес и мотивированность при изучении иностранного языка. Профессиональный и языковой компоненты учебного пособия органически взаимосвязаны, а новый учебный материал детально прорабатывается в предтекстовых и послетекстовых упражнениях и закрепляется в творческих заданиях, ориентированных на решение профессиональных задач. Цель учебного пособия – подготовить студентов к чтению оригинальной литературы по специальности и ведению беседы на темы, предусмотренные программой языковой подготовки бакалавров по направлению «Наноинженерия». При подготовке учебного пособия были использованы материалы по нанотехнологии, представленные в открытом доступе в Интернете. Большинство материалов были переработаны и адаптированы авторами учебника. На их основе составлены поурочные словари и глоссарий.

В сборнике статей представлены материалы IX Международной научно-практической конференции с элементами научной школы для студентов и молодых ученых «Новые технологии и материалы легкой промышленности», где отражены новые направления работ.

В книге представлены результаты исследований в области статического расчета тонкостенных конструкций сложной формы. Предложен метод построения аппроксимирующих функций с конечными носителями, отличительная особенность которого заключаются в том, что в пределах некоторой подобласти в аппроксимирующих функциях путем соответствующего преобразования системы координат и выбора вида этих функций разделяются параметры, определяющие искомые функции внутри подобласти и на ее границах. Это позволяет выполнять кинематические условия стыковки различных тонкостенных объектов в виде оболочек, ребер и стержней. С использованием данных функций на основе вариационного метода определяются напряженно-деформированные состояния оболочек сложной формы, составных оболочек, стержневых систем, оболочек, подкрепленных ребрами жесткости, и оболочечно-стержневых конструкций. Предложены алгоритмы построения аппроксимирующих сглаживающих функций, заданных совокупностью точек, используемых для параметризации срединных поверхностей и граничных линий оболочек.

Рассмотрены свойства разреженных газов; режимы и закономерности их течения; массо – и теплоперенос и электрические явления в условиях вакуума; способы и средства его получения; понятийный аппарат вакуумной техники; алгоритм проектирования высоко- и сверхвысоковакуумных систем. Приведен краткий обзор областей практического использования вакуума как уникальной технологической среды. Представлена ретроспектива развития физики и техники вакуума.

В пособии рассматриваются физические основы пластичности и прочности, а также разрушения кристаллических материалов при их нагружении. Для оценки деформационного поведения кристаллических материалов привлекаются современные представления об их атомно–молекулярном строении, а также положения теории дислокаций. Изложены принципиальные отличия двух подходов для описания пластической деформации и разрушения: механики сплошной среды и кинетической природы прочности твердых тел. Кратко изложены сведения об особенностях дефектной структуры и деформационного поведения кристаллов энергонасыщенных материалов (ЭНМ).

Приводятся основные сведения, необходимые студенту для самостоятельного изучения физики. Рассмотрены законы кинематики, динамики поступательного, вращательного и колебательного движения, законы сохранения энергии и импульса. Представлена классификация ошибок

Обобщены результаты исследований и разработки центробежных экстракторов. Рассмотрены их основные конструкции, приведены основные закономерности движения радиальных потоков, капель, а также описание массообменных процессов в центробежных экстракторах с различными насадочными устройствами. Предложен методологический подход к интенсификации процессов экстракции в центробежных аппаратах и изложена методика расчета центробежных экстракторов на основе полученных авторами расчетных зависимостей. Описаны наиболее перспективные конструкции исследуемых аппаратов.

Дан анализ методов получения нанокомпозитов на основе каучуков и полиолефинов со слоистыми силикатами. Изучена структура, физико-механические, вулканизационные, реологические, электрические и другие свойства полученных нанокомпозитов.

В монографии систематизированы и обобщены результаты экспериментальных и теоретических исследований электрических разрядов постоянного и высокочастотного тока со струйными электролитическими электродами в процессах модификации материалов и изделий при пониженных давлениях. Рассмотрены особенности электрического пробоя вдоль струйного электролитического катода, формы многоканального разряда и аномального тлеющего разряда между струйным, капельным и пористым электролитическим катодом и твердым анодом, а также между струйным электролитическим анодом и струйным электролитическим катодом. Особое внимание уделено изучению механизма горения многоканального разряда при пониженных давлениях и разработке на его основе новых технологий модификации поверхности материалов и изделий. Впервые представлены результаты экспериментального исследования высокочастотного емкостного разряда (ВЧЕР) между электролитическим и металлическим электродами со струей электролита в широком диапазоне давления. Приведена математическая модель высокочастотной плазменной обработки твердых тел при пониженном давлении.

В учебном пособии изложены основы гидравлики и гидравлических машин.

Представлены материалы Всероссийской (с международным участием) конференции «Физика низкотемпературной плазмы» ФНТП-2014 в 2 томах и Международной научной школы молодых ученых и специалистов «Плазменные технологии в исследовании и получении новых материалов», где отражены новые направления работ по физике низкотемпературной плазмы.

Представлены материалы Всероссийской (с международным участием) конференции «Физика низкотемпературной плазмы» ФНТП-2014 в 2 томах и Международной научной школы молодых ученых и специалистов «Плазменные технологии в исследовании и получении новых материалов», где отражены новые направления работ по физике низкотемпературной плазмы.

Представлены материалы Всероссийской (с международным участием) конференции «Физика низкотемпературной плазмы» ФНТП-2014 в 2 томах и Международной научной школы молодых ученых и специалистов «Плазменные технологии в исследовании и получении новых материалов», где отражены новые направления работ по физике низкотемпературной плазмы.

Кратко изложены основы сертификации, в том числе и лиотропной нанопродукции, а также современные методы исследования, в частности, метод малоуглового нейтронного рассеивания в сочетании с компьютерным моделированием.

Изложены теоретические вопросы по статике, кинематике и динамике, приведены контрольные задания и примеры решения задач. Предназначено для студентов всех форм обучения, изучающих дисциплину «Теоретическая механика».

Рассмотрены основы квантовой механики и ЯМР-спектроскопии, приведены частные решения классических уравнений квантовой механики, показаны классические конфигурации электронных оболочек; раскрыты основные понятия ЯМР (ядерный магнитный резонанс), приведены методы разложения фурье-спектроскопии, а также даны рекомендации к прикладным аспектам.

Изложены теоретические основы расчетов на прочность при осевом растяжении и сжатии, плоском изгибе, изгибе с кручением, а также основы расчета на прочность тонкостенных сосудов. Предназначено для самостоятельной работы студентов всех форм обучения, изучающих дисциплины «Прикладная механика» и «Сопротивление материалов».

Тексты лекций соответствуют государственному образовательному стандарту по дисциплине «Физика» (Б.2.02) направлений бакалаврской подготовки 220400.62 «Управление в технических системах», 230100.62 «Информатика и вычислительная техника», 140400.62 «Электроэнергетика и электротехника». Содержат рабочие материалы к лекционным занятиям по 3-семестровому курсу физики, раздел «Механика». Рекомендовано для использования студентами непосредственно на лекционных занятиях, при оформлении конспектов.