ФИЗИКА

В методических указаниях представлена лабораторная работа по изучению способа определения универсальной газовой постоянной, плотности воздуха и молярной массы воздуха.

В методических указаниях рассмотрены понятия необходимые для понимания принципа работы вакуумных систем, а также приведена методика расчёта вакуумных систем в стационарном режиме работы. В приложении представлена таблица условных обозначений элементов вакуумных систем.

В методических указаниях представлен алгоритм определения тепловых потерь аналитическим и экспериментальным способами для трубопроводов с изоляцией и без нее. Приведены формулы для расчета тепловых потерь при движении нагретого теплоносителя по данным трубопроводам.

Целью работы является углубление знаний по теории теплопроводности, изучение методики экспериментального определения коэффициента теплопроводности твёрдых тел, получение навыков проведения экспериментальных работ.

В книге рассматриваются основные атмосферные явления: динамика атмосферы, формирование погоды и климата, проблема озона, оптические явления, явления атмосферного электричества, в том числе проблемы грозового электричества. Для студентов и преподавателей естественно-научных факультетов высших учебных заведений.

Что такое теория относительности, о которой все знают из школьного курса физики, но мало кто может кратко и точно объяснить ее суть? Можно ли доступно рассказать об основах этой современной науки, отметившей не так давно свой столетний юбилей? Эти и многие другие вопросы постарался решить автор, популярно рассказывая об элементарных основах одной из главных теорий современной физики. Изложение построено в виде занимательных очерков, позволяющих понять, что лежит в основе современных научных представлений о пространстве и времени, и как ученые пришли к современной картине окружающей физической реальности.

Второе издание книги «Просто символ» продолжает цикл авторских публикаций о символах. Символическое содержание мира автор видит столь же реальным, как сама реальность, соглашаясь с титанами теоретической физики: глубинные связи можно понять только тогда, когда используется язык иносказаний и образов. Автор рассматривает символ, как основополагающий элемент реальности, стоящий в одном ряду с элементарными частицами вещества и квантами действия. Обобщая принцип суперсимметрии, автор утверждает даже то, что при определенных условиях символ может заместить вещь или действие так, что в реальности ничего не изменится. Книга призвана популяризировать фундаментальные положения точной науки и философии согласно идее: символ реален.

Чем больше одни стремятся что-то скрыть, тем больше другие хотят это «что-то» узнать. Когда люди только научились писать, их тайны материализовались, представ в образе символов, иероглифов, букв, цифр. Но в таком виде они стали доступны другим. С этого времени началось извечное соревнование между шифровальщиками, пытающимися скрыть информацию, и криптоаналитиками, стремящимися расшифровать ее. Криптография сегодня — это область научных, прикладных, инженерно-технических исследований, основанная на фундаментальных понятиях математики, физики, теории информации и сложности вычислений. В книге рассказывается об истории криптографии: от примитивных систем шифрования и дешифровки, придуманных людьми еще в древние времена, до современных компьютерных алгоритмов — как существующих, так и тех, над которыми работают нынешние ученые-криптографы.

Чем отличается призрачное свечение молниеносных эльфов от молний-тигров? Как решить загадку шаровой молнии? Что такое ионосферная суббуря? Можно ли «стрелами Перуна» сварить «пластмассовую сталь»? Где живут сверхпроводящие существа? Эти и многие другие удивительные вопросы, связанные с таинственными электрическими явлениями в природе, науке и технике, до сих пор преподносящими сюрпризы ученым, рассматриваются в предлагаемой книге. Автор популярно рассказывает о современных тайнах электрофизики, истории удивительных научных достижений и их авторах.

В книге рассказывается об истории возникновения понятия времени и о связанных с ним парадоксах современной научной картины мироздания. Описываются удивительные свойства пространства–времени в масштабах микромира и всей Вселенной. Рассматриваются теории рождения физического времени в бурных процессах возникновения сингулярности Большого взрыва. Завораживающе и увлекательно излагаются современные космологические сценарии, элементы теории относительности и квантовой космологии. Обсуждается течение потока времени вблизи гравитационных коллапсаров — черных дыр, нейтронных звезд, белых карликов и квазаров. Приводятся популярные гипотезы строения гипотетических машин времени и анализируются причинно-следственные парадоксы при их использовании. Автор старался привлечь внимание читателей к тем противоречивым явлениям окружающей объективной действительности, где обыденные представления о времени меняются самым неожиданным образом.

Антиматерия — одна из любимых тем писателей-фантастов. Тем не менее она реальна, и ученые уже научились ее получать. Материя и антиматерия появились в результате Большого Взрыва в равных количествах. Но материя осталась, а антиматерии в нашей Вселенной нет или почти нет. Почему так получилось? Что происходило почти четырнадцать миллиардов лет назад? Есть ли другие вселенные, состоящие из антиматерии? Как можно использовать антиматерию на Земле? Автор отвечает на все эти вопросы и рассказывает о большом интересе к антиматерии различных специалистов — как альтернативному источнику энергии, как возможному топливу для межгалактических космических кораблей и как основе самого страшного оружия, которое только может изобрести человечество.

В настоящем учебном пособии сделаны акценты методического характера на рассмотрении деталей и принципиальных моментов, возникающих при изучении основных понятий и соотношений технической термодинамики, понимание которых необходимо для правильного их использования в инженерной деятельности теплоэнергетика. При обосновании модели одномерной поточной системы, в том числе для течений Пуазейля и Куэтта, используется материал из курса гидрогазодинамики. Это позволяет продемонстрировать тесную связь между разными разделами теоретических основ теплотехники, описывающими процессы, протекающие в оборудовании энергоустановок. Рассмотрено применение основных соотношений технической термодинамики для различных видов энергоустановок и устройств, применяемых в теплотехнике.

В учебном пособии детально изучено поведение системы отопления с элеваторным смешением на нерасчетных режимах работы. Определена точность вычислений, выполняемых с помощью рекомендованных к применению расчетных соотношений для элеваторных узлов при расположении выходного сечения сопла элеватора на входе в цилиндрическую камеру смешения и на расстоянии от нее. Исследование работы системы отопления проведено для различных проектных температурных графиков регулирования тепловых сетей, применяемых на практике. Рассмотрено поведение системы отопления при изменении величины сопротивления регулировочной арматуры, расположенной на линии смешения, до и после системы отопления, перед элеваторным узлом в подающей линии. В зависимости от сопротивления соответствующего регулирующего органа определены коэффициент смешения, температуры теплоносителя на входе и на выходе из системы отопления, расходы сетевой воды и циркуляционного потока, тепловой мощности системы отопления, средней температуры помещений. Исследовано влияние циркуляционного гравитационного напора на работу системы отопления при низких располагаемых напорах перед элеваторным узлом. Приводится оценка параметров системы отопления при существенном снижении температуры прямой сетевой воды. В результате выполненного исследования показано, что поведение системы отопления с элеваторным смешением при изменении сопротивления регулирующей арматуры и приборов отопления является достаточно консервативным. Сопротивление арматуры существенно влияет на величину коэффициента смешения, но эта зависимость значительно слабее для тепловой мощности системы отопления, средней температуры воздуха в помещениях, температур и расходов теплоносителей.

В монографии рассмотрены вопросы, связанные с изучением теплоотдачи и сопротивления в каналах теплообменных и технологических устройств и аппаратов. Приведены сведения о влиянии высоких чисел Прандтля, наличия отложений, двухфазности потоков.

В учебном пособии рассмотрены вопросы, связанные с выводом основных соотношений, определяющих численные значения характеристик гидродинамики и теплообмена в трубах и каналах. Особое внимание уделено вопросам теоретического рассмотрения характеристик потока вблизи ограничивающих его стенок. Приведены представительные данные по исследованию теплообмена и трения при турбулентном течении в трубах и каналах.

В учебном пособии рассмотрены вопросы, связанные с разработкой и применением моделей потенциальных течений в каналах теплообменных и технологических устройств и аппаратов. Приведены фотографии картин течения.

В учебном пособии рассмотрены вопросы интегрирования тепла и энергии с использованием пинч-технологии, которая зарекомендовала себя как одна из наиболее эффективных концепций энергосбережения в перерабатывающей промышленности.

Монография рассматривает вопрос применения гидроаэродинамической левитации для повышения эффективности энергетических аппаратов. От основных физических эффектов левитации автор переходит к частным случаям левитации шара в стесненном потоке и ее применению в различных технических приложениях для обеспечения высокой эффективности теплового и массообменного оборудования. Через фундаментальные исследования и грамотно выполненные инженерные решения раскрываются новые возможности для энергосбережения на нефтехимических, химических и других предприятиях.

В учебном пособии рассмотрены вопросы, связанные с применением шаровых укладок в теплообменных и технологических устройствах и аппаратах. Особое внимание уделено анализу влияния на гидродинамику и теплообмен геометрических параметров шаровых укладок, как регулярных, так и случайных. На основании проведенных экспериментальных исследований и анализа данных других авторов предложены зависимости для учета воздействия дополнительных факторов: числа рядов в укладке; ограждающих проницаемых поверхностей; градиента потока и температурного фактора.

Загрязнение поверхностей и коррозия являются наиболее серьезными проблемами для разработчиков и предприятий, эксплуатирующих промышленное оборудование, в частности, теплообменники. В настоящей работе изучено влияние свойств поверхности (шероховатости и свободной энергии) на формирование кристаллических, биологических и парафиновых отложений, а также на процесс коррозии.

В учебном пособии рассматриваются вопросы, связанные с применением результатов визуализации течений оптически активной жидкости в каналах теплообменных и технологических устройств и аппаратов.

Свидетельство о регистрации средства массовой информации ПИ № ФС77-57003. Выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор) 25.02.2014 г. Журнал включен в Реферативный журнал и Базы данных ВИНИТИ. Сведения о журнале ежегодно публикуются в международной справочной системе по периодическим и продолжающимся изданиям «Ulrich’sPeriodicalsDirectory».

В методических указаниях представлена лабораторная работа по изучению способа определения плотности твердого тела.

Методические указания соответствуют дисциплине «Общая физика». Предназначены для студентов первого и второго курсов направления очной формы обучения

В лабораторной работе изучаются основы измерения длины звуковых волн резонансным методом и определения скорости звука в воздухе, что позволяет понять принципы работы акустического зондирования

В лабораторной работе изучаются стоячие волны на струне с закрепленными концами с наблюдением формы собственных колебаний, а также исследуются зависимости скорости волн изгиба от силы натяжения струны, что позволяет понять принципы формирования звуковой волны при акустическом зондировании.

Свидетельство о регистрации средства массовой информации ПИ № ФС77-57003. Выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор) 25.02.2014 г. Журнал включен в Реферативный журнал и Базы данных ВИНИТИ. Сведения о журнале ежегодно публикуются в международной справочной системе по периодическим и продолжающимся изданиям «Ulrich’sPeriodicalsDirectory».

Свидетельство о регистрации средства массовой информации ПИ № ФС77-57003. Выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор) 25.02.2014 г. Журнал включен в Реферативный журнал и Базы данных ВИНИТИ. Сведения о журнале ежегодно публикуются в международной справочной системе по периодическим и продолжающимся изданиям «Ulrich’sPeriodicalsDirectory».

Свидетельство о регистрации средства массовой информации ПИ № ФС77-57003. Выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор) 25.02.2014 г. Журнал включен в Реферативный журнал и Базы данных ВИНИТИ. Сведения о журнале ежегодно публикуются в международной справочной системе по периодическим и продолжающимся изданиям «Ulrich’sPeriodicalsDirectory».

Свидетельство о регистрации средства массовой информации ПИ № ФС77-57003. Выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор) 25.02.2014 г. Журнал включен в Реферативный журнал и Базы данных ВИНИТИ. Сведения о журнале ежегодно публикуются в международной справочной системе по периодическим и продолжающимся изданиям «Ulrich’sPeriodicalsDirectory».

Рассмотрены вопросы численного моделирования механического движения. Изложены основы математических методов моделирования в механике. Приведены примеры численного моделирования, реализованные в среде Mathcad.

В монографии излагаются физические принципы и непертурбативные методы теории столкновений быстрых и релятивистских тяжелых многозарядных ионов в области неприменимости теории возмущений. Рассматриваются процессы потерь энергии, возбуждения и ионизации как снарядов, так и мишеней. Особое внимание уделяется так называемым качественным методам получения оценок, характерных для рассматриваемых эффектов величин. Тем самым восполняется значительный пробел в научной и учебной литературе, посвященной этой интенсивно развивающейся области.

В монографии рассмотрены процессы, сопровождающие вылет электронов из заряженных поверхностей поляризованных электретов, сегнето-электриков. В первых главах рассмотрено устройство рентгеноэлектронного спектрометра, принципы функционирования энергоанализатора электронов, разработана методика получения спектров медленных электронов с нейтральных и заряженных поверхностей материалов. В процессе дальнейшего исследования разработанная методика применена для получения электронных спектров (спектров аномальной электронной эмиссии (АЭЭ)) с отрицательных поверхностей сегнетоэлектрических материалов (монокристаллов и керамик), обладающих электретными свойствами, и электретов. Изложена теория спектров АЭЭ, рассчитано распределение потенциала по заряженной поверхности поляризованных материалов. Рассмотрены прикладные аспекты применения спектров АЭЭ.

В учебнике изложены базовые физико-химических принципы создания активных материалов в виде монокристаллов, поликристаллических образцов, керамики, тонких пленок и других видов нанокристаллических материалов.

В книге рассмотрены современные физико-технологические основы создания электронных устройств с высокоплотной записью информации.

В сборнике представлены труды Третьего Международного междисциплинарного молодежного симпозиума «Физика бессвинцовых пьезоактивных и родственных материалов (Анализ современного состояния и перспективы развития)», посвященного проблемам разработки, создания, исследования и перспективам практического применения бессвинцовых пьезоактивных и родственных материалов, проходившего в г. Туапсе 2-6 сентября 2014 г.

В сборнике представлены труды Третьего Международного междисциплинарного молодежного симпозиума «Физика бессвинцовых пьезоактивных и родственных материалов (Анализ современного состояния и перспективы развития)», посвященного проблемам разработки, создания, исследования и перспективам практического применения бессвинцовых пьезоактивных и родственных материалов, проходившего в г. Туапсе 2-6 сентября 2014 г.

Учебное пособие разработано для студентов младших курсов бакалавриата направления подготовки «Педагогическое образование» по профилю «Физика и математика» с целью обеспечения дисциплины по выбору «Физика атмосферы» с учетом текущего уровня подготовки обучающихся. При изложении материала акцент сделан на физической интерпретации атмосферных процессов. Пособие может быть использовано учителями физики и других предметов естественнонаучного цикла для работы со старшеклассниками в рамках проведения факультативных, элективных курсов, организации исследовательской работы школьников в области наук о Земле.

Рассматриваются современные представления о поляризации, электропроводности, диэлектрических потерях, электрической прочности и фазовых переходах в диэлектриках, а также о новых физических явлениях в этих веществах. Особое внимание уделяется свойствам активных диэлектриков – сегнетоэлектриков, пироэлектриков, пьезоэлектриков, электретов и СВЧ диэлектриков. Представлены сведения о влиянии структуры на свойства активных диэлектриков, а также примеры современных и перспективных применений данных материалов. Некоторые из рассмотренных вопросов ранее в учебной и монографической литературе не освещались. Пособие составлено на основе многолетнего опыта авторов по чтению лекций по рассмотренным в книге вопросам, а также с использованием многочисленных публикаций авторов в области пьезоэлектриков, пироэлектриков и сегнетоэлектриков.

В монографии изложена общая теория локальных бифуркаций в динамических системах с косимметрией, обладающих в условиях общего положения непрерывным семейством равновесий с. переменным спектром устойчивости. Исследованы бифуркации таких семейств равновесий, которые приводят к рождению вторичных и третичных стационарных режимов, а также автоколебательных периодических режимов.

В данной монографии изложены современные методы расчета упорных и радиальных газостатических подшипников с дискретным наддувом через круглые отверстия. Особое внимание уделено изложению новых схем расчета, существенно отличающихся от нашедших широкое применение в практике схем непрерывно распространенного наддува и линий непрерывного наддува и значительно повышающих точность расчетов интегральных характеристик газостатических опор.

В учебнике подробно рассмотрены основы структурной кристаллографии и кристаллохимии, физика дифракция рентгеновских лучей, нейронов и электронов, анализа атомного строения веществ. Особое внимание уделено достоверности и точности результатов структурного анализа.

Второй том трехтомного словаря-справочника включает около 3500 понятий и терминов, связанных с аналитическими методами и теоретическими подходами к исследованию сверхпроводников и сверхпроводимости, а также содержит множество данных о свойствах конденсированных сред. Большое внимание уделено соответствующим математическим и физическим методам, используемым для их оценки. Широко представлены химические и физические основы сверхпроводимости, а также результаты моделирования структурно-чувствительных свойств сверхпроводников и родственных материалов. Все представленные в словаре термины расположены по алфавиту. Каждому термину посвящена отдельная статья, раскрывающая его смысловое научно-техническое и/или математическое содержание, область применения и связь с другими терминами, при этом все термины снабжены английскими эквивалентами. Кроме того, целый ряд статей посвящен родственным для сверхпроводимости вопросам из смежных тематик.

Первый том трехтомного словаря-справочника содержит свыше 2500 понятий и терминов по всем направлениям материаловедения сверхпроводников. В частности, широко представлены экспериментальные технологии получения материалов и композитов, исходные композиции, экспериментальные методы и результаты исследований сверхпроводящих и родственных им материалов. Подробно описана методология и инструментальное обеспечение данных исследований. Представлены физические и математические подходы, использующиеся при проведении экспериментов, обработке и анализе полученных результатов. Все представленные в словаре термины расположены по алфавиту. Каждому термину посвящена отдельная статья, раскрывающая его смысловое научно-техническое и/или математическое содержание, область применения и связь с другими терминами, при этом все термины снабжены английскими эквивалентами. Кроме того, целый ряд статей посвящен родственным для сверхпроводимости вопросам из смежных тематик.

В монографии рассмотрены граничные и коэффициентные обратные задачи для однородных и неоднородных упругих и электроупругих тел, в которых дополнительной информацией для их решения являются граничные волновые поля, измеренные в поверхностных или частотных областях. Изложен метод неклассических граничных интегральных уравнений первого рода с гладкими ядрами и его применение к решению граничных задач по определению векторов смещений и напряжений на недоступных для измерения участках границы. Предоставлены методы определения пьезоэлектрических характеристик неравномерно поляризованных стержневых пьезоэлементов. Доказаны теоремы единственности решения обратных задач, приведены численные примеры их решений, в том числе на основе сочетания граничных интегральных уравнений и метода конечных элементов.

В пособии дается первое в учебной литературе изложение теоретико-вероятностного подхода к интерпретации дифрактограмм неупорядоченных и упорядочивающихся твердых растворов. Изложение материала ведется в рамках модульной технологии обучения. Все рассуждения для наглядности проводятся на примере твердых растворов окислов с относительно простой глобальной структурой перовскита. Все обобщения на другие структуры тривиальны и потому вынесены в задачи. Для облегчения усвоения материала студентами младших курсов в пособие включен модуль, содержащий необходимые общие сведения об описании и интерпретации дифрактограмм кристаллов.

В учебном пособии рассмотрены различные точки зрения на природу цвета и его изучение от Платона до наших дней. Читателю предлагается ознакомиться с физиологией восприятия цвета, с его психологическими характеристиками, символикой и воздействием на человека. Серьезное внимание уделено выявлению основных характеристик цвета, их взаимосвязи с главными принципами построения композиции, определению колорита; прилагаются примеры выполнения студентами ХГФ пединститута учебных и творческих заданий. Такое понимание природы цвета, физиологии восприятия и законов составления цветовых композиций необходимо начинающему и практикующему художнику для осознанного подхода к созданию творческих произведений.

В пособии рассматриваются такие темы, как уравнение Шредингера, квантование, барьерные задачи, основные сведения из теории операторов, момент импульса частицы, оператор квадрата момента импульса частицы, теория Шредингера атома водорода, многоэлектронный атом, периодическая таблица элементов Менделеева, спектры щелочных металлов, термы многоэлектронного атома. Изложенный в теме материал покрывает раздел программы курса «Физика атома и атомных явлений», «Основы квантово-механических представлений о строении атома», изложенной в государственных стандартах специальностей. Данное пособие содержит четыре модуля и может использоваться для преподавания части курса по программе для специалистов, а также для преподавания отдельного курса кредитно-модульной системы. Рассмотренные в пособии темы необходимы как для формирования мировоззрения будущего физика, так и для успешного изучения последующих курсов, таких как «Физика ядра и ядерных частиц», «Квантовая теория» и др.

В учебном пособии на современном уровне, последовательно и в сжатой форме излагаются общие принципы усиления и генерации электромагнитных колебаний в квантовых системах с использованием явления индуцированного излучения, а также сущность известных методов получения инверсии населенностей квантовых состояний в различных средах. Кратко описаны принципиальные конструктивные особенности лазеров и мазеров, методы управления характеристиками лазерного излучения, при этом основное внимание уделяется тем типам приборов и устройств квантовой электроники, которые составляют основу современной лазерной техники, описаны важнейшие их применения. Каждый раздел содержит контрольные задания и тестовые вопросы самоконтроля.

Целью настоящего учебника является комплексное изложение особенностей обратных задач. Cобраны и изложены наиболее часто встречающиеся в приложениях обратные и некорректные задачи с большим количеством примеров. В учебнике представлены основные понятия, определения, теоремы функционального анализа и теории обратных и некорректных задач, перечислены их основные свойства. Изложены методы регуляризации и численные схемы их реализации, способы преодоления некорректности. Исследованы модельные линейные и нелинейные обратные задачи. В конце каждого раздела предлагаются контрольные вопросы и проектные задания.