Физика. Астрономия

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.

Подготовлено на кафедре общей физики 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.

Методические указания предназначены для студентов заочной формы обучения инженерных направлений.

Представлены оригинальные результаты исследований поляризационных и радиационных потерь энергии быстрыми многозарядными ионами в веществе. Обсуждаются корреляционные эффекты в черенковском и переходном излучении, вызванные процессами обмена зарядом между ионом и средой, в которой движется ион. Изложены вопросы статистической теории каналирования многозарядных ионов, а также поляризационные и динамические эффекты в рассеянии ускоренных частиц кристаллическими поверхностями.

Учебное пособие представляет собой переработанное и дополненное издание одноименного пособия, изданного авторами в 2006 г. Пособие знакомит с основами взаимодействия физических полей с веществом и физическими эффектами, используемыми для получения измерительной информации, а также с принципами работы датчиков для создания различных средств измерения, диагностики и контроля.

Учебное пособие содержит изложение материала, входящего в учебную программу курсов «Специальный физический практикум», «Физика рентгеновских лучей», «Синхротронное излучение в исследовании материалов», изучаемых студентами специальностей «Физика конденсированного состояния», «Физика», «Физика, химия и технология функциональных материалов» физического факультета и НИИ физики Южного федерального университета. Содержит контрольные вопросы и проектные задания.

В учебном пособии изложены результаты теории и практики нелинейных акустических волн, а также сведения об основных нелинейных характеристиках, сопровождающих распространение этих волн. Приведены примеры и задачи по расчету характеристик нелинейных параметрических антенн.

В курсе лекций рассмотрены вопросы математического моделирования связанных физико-механических задач и применения методов конечных элементов для их решения. Особое внимание уделено связанным задачам электроупругости, термоупругости, пороупругости и задачам взаимодействия деформируемых тел с акустическими средами. Акцентируются математические особенности рассматриваемых задач в их классических и обобщенных постановках. Теоретическая часть пособия подкреплена лабораторными работами по решению модельных задач пьезоэлектричества, термоупругости и задач о взаимодействии твердотельных тел с акустическими средами с использованием программного комплекса ANSYS версии 11.0 и выше. Пособие является переработанной версией в авторском переводе соответствующего англоязычного пособия: Nasedkin A. V., Nasedkina A. A. Finite element modeling of coupled problems: textbook / Rostov-on-Don: publishing house of Southern Federal University, 2015.

Учебное пособие посвящено моделированию и обработке сигналов в программах Matlab 9.6 и Mathcad 14. Рассмотрены наиболее часто применяемые в гидроакустике сигналы для активной и пассивной гидролокации. Подробно описаны свойства гармонических сигналов, случайных сигналов простых и сложных видео- и радиоимпульсов. Также подробно рассмотрены и описаны примеры моделирования и обработки этих сигналов в Matlab 9.6 и Mathcad 14. Все примеры сопровождаются практическими заданиями для самостоятельного выполнения.

Содержит систематическое изложение материала по изучению физики процессов кристаллизации, который может быть использован при преподавании дисциплины «Экспериментальные методы исследования» для студентов направления 16.03.01 – Техническая физика, а также при выполнении ими научно-исследовательской работы. В пособии рассмотрены теоретические основы зарождения твердой (кристаллической) фазы, на базе которых детально изложены механизм и особенности реализации некоторых методов кристаллизации веществ – в частности, метода термомиграции жидких включений в кристалле под действием градиента температуры и метода квазизамкнутого объема для получения тонких пленок разлагающихся соединений. В пособие включены вопросы и задачи для контроля освоения студентами изложенного материала.

В данном учебном пособии собрана теоретическая информация и методические указания для выполнения лабораторных работ по дисциплине «Теоретические основы электротехники».

Приведена методика теплового и аэродинамического расчетов высокотемпературного циклонного модульного рекуператора. Рассмотрены положения оценки эффективности использования рекуператора по основным экономическим показателям и энерго-экономическая оптимизация его геометрических и режимных характеристик. Разработана и подробно описана специальная компьютерная программа, позволяющая оперативно осуществлять сложные вычисления, связанные с многочисленными предварительными приближениями. Приводится пример расчета модульного рекуператора с элементами его оптимизации.

Развитие ядерной энергетики в перспективе будет продолжаться, что обуславливает сохранение вероятности попадания радионуклидов в окружающую среду. выявлена актуальность исследования генетического материала хвойных как надежного биоиндикатора. известно, что под воздействием ионизирующего излучения происходит накопление генетических нарушений в организмах потомства сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.). наиболее чувствительны к ионизирующему излучению стадии гаметогенеза, зиготы и молодых проростков растительных организмов. важно определить вариабельность митотического индекса тканей потомства сосны обыкновенной в зонах с различным уровнем ионизирующего излучения, в том числе и в зоне отчуждения. мощность экспозиционной дозы измеряли на уровне почвы и на высоте 1 м от поверхности земли. Проращивание семян производили в термостате на влажной фильтровальной бумаге. фиксировали корешки проростков длиной 0,5…1,0 см в смеси 96 %-го этилового спирта и ледяной уксусной кислоты. корешки окрашивали в растворе ацетокармина. размягчение тканей проводили сильным раствором хлоралгидрата. на «давленых» препаратах под микроскопом учитывали общее количество клеток, количество делящихся клеток, а также патологических митозов. определяли митотический индекс и продолжительность фаз митоза. установлено, что при увеличении уровня радиоактивного загрязнения повышаются скорость деления клеток, количество клеток, находящихся в стадиях профазы, анафазы и телофазы, но сокращается продолжительность метафазы, а также изменяется относительная продолжительность фаз митоза. с ростом мощности экспозиционной дозы закономерно увеличивается число патологических митозов. спектр нарушений митоза представлен различными аномалиями хромосомного аппарата в стадии анафазы: выходом и отставанием хромосом, мостами. При этом существенно возрастает количество анафаз с мостами, с одновременным выходом и отставанием хромосом. Для цитирования: Скок А.В., Сорокопудов В.Н., Глазун И.Н. Влияние хронического ионизирующего излучения на вариабельность митотической активности тканей Pinus sylvestris L. // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 1. С. 112–119. DOI: 10.37482/0536-1036- 2021-1-112-119
The development of nuclear power engineering will increase in the future, due to the continued likelihood of radionuclides entering the environment. The relevance of studying the genetic material of conifers as a reliable bioindicator was revealed. It is known that under the influence of ionizing radiation there is an accumulation of genetic abnormalities in pine (Pinus sylvestris L.) progeny. The stages of gametogenesis, zygotes and young seedlings of plant organisms are most sensitive to ionizing radiation. It is important to determine the variability of the mitotic index (MI) of tissues of Scots pine (Pinus sylvestris L.) progeny in areas with different levels of ionizing radiation, including in the exclusion zone. The exposure dose rate was measured at the soil level and 1 m from the ground surface. Germination of seeds was carried out in a thermostat on wet filter paper. Roots of seedlings 0.5–1 cm long were fixed in a mixture of 96 % ethanol and glacial acetic acid. Root staining was carried out in a solution of acetocarmine. Tissue softening was carried out with a strong chloral hydrate solution. The total number of dividing cells, as well as pathological mitoses (PM) were counted on squash preparations using a microscope. The mitotic index and the duration of the phases of mitosis were determined. An increase in the level of radioactive contamination increases the cell division rate in prophase, anaphase, and telophase, but decreases the duration of metaphase, and also changes the relative duration of mitosis phases. With an increase in the exposure dose rate, the number of pathological mitoses naturally increases. The spectrum of mitosis disorders is represented by various abnormalities of the chromosome apparatus in anaphase: exit and lagging of chromosomes, bridges. Herewith, the number of anaphases with bridges increases significantly with simultaneous exit and lagging of chromosomes. For citation: Skok A.V., Sorokopudov V.N., Glazun I.N. Influence of Chronic Ionizing Radiation on the Variability of Mitotic Activity of Pinus sylvestris L. Tissues. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 1, pp. 112–119. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-1-112-119.

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.

В методических указаниях приведено описание порядка выполнения выпускной квалификационной работы бакалавра по направлению 15.03.03 «Прикладная механика» профиля «Вычислительная механика и компьютерный инжиниринг» по дисциплине.

В методических указаниях приведено описание порядка прохождения и подготовки отчёта по производственной практике бакалавров по направлению 15.03.03 «Прикладная механика» профиля «Вычислительная механика и компьютерный инжиниринг».

Cодержит теоретические материалы и примеры задач с решениями обработки результатов прямых однократных и многократных, а также косвенных измерений физических величин и форм их окончательного представления.

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.

Методические указания содержат теоретические сведения о причинах изменения электрических свойств материалов при переходе в наноразмерное состояние, примеры решения типовых задач, общие рекомендации для расчета электрических характеристик материалов и задачи для самостоятельного решения.

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.

В методических указаниях содержится порядок выполнения и правила оформления результатов проведения лабораторных работ по колеблющимся системам.

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.

Содержатся теоретические сведения об основных понятиях механики деформируемого твердого тела: перемещениях, деформациях, внутренних силах, напряжениях, прочности, жесткости и др., которые положены в основу расчетов строительных конструкций по методу предельных состояний. Для лучшего освоения теоретического материала приводятся примеры простейших расчетов.

Учебно-методическое пособие содержит основные рекомендации по выполнению практических работ и курсовой работы по дисциплине «Теплофизика», а также практических работ по дисциплине «Прогнозирование опасных факторов пожара». Изложены теоретические сведения по дисциплинам «Теплофизика» и «Прогнозирование опасных факторов пожара», даны примеры выполнения расчётов по тематике практических занятий в составе указанных дисциплин. Приводятся методические советы по оформлению и выполнению курсовой работы, а также по решению практических заданий.

В учебно-методическом пособии приведены общие методы расчета теплообменных аппаратов различного типа. Рассмотрены основы физических процессов передачи теплоты. Даны рекомендации для подготовки к практическим занятиям и самостоятельной работе, разъяснен порядок выполнения расчетов с приведенными примерами.

В учебно-методическом пособии приведены основные методики расчета теплообменных аппаратов различного типа. Рассмотрены основы физических процессов передачи теплоты. Даны рекомендации для подготовки к практическим занятиям и самостоятельной работе, разъяснен порядок выполнения расчетов с приведенными примерами.

В учебно-методическом пособии приведены краткие теоретические положения основ гидравлики и аэродинамики, используемые при конструировании и проектировании инженерных систем отопления, вентиляции, теплоснабжения, газоснабжения, водоснабжения и водоотведения. Рассмотрены примеры решения практических задач. Даны рекомендации для подготовки к практическим занятиям, актуальная справочная информация, а также основные формулы расчета, применяемые в практике проектирования.

В монографии обобщаются результаты длительных (5,5-годичных) испытаний полистирольного пенопласта при постоянном сжимающем напряжении. Подход к изучению деформаций материала является феноменологическим, то есть осуществлено рассмотрение реологического поведения тела (пенополистирольного образца) в целом без вникания во внутреннее строение изделия и происходящих в его структуре изменениях в результате внешних силовых воздействий.

В данном пособии изложены как исторический аспект развития взглядов человека на природу, так и современные научные теории, формирующие физическую картину мира. Представлена эволюция научных представлений человечества об устройстве мира: от механицизма до корпускулярно-полевой картины мира.

Изложен соответствующий государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования по направлению 08.03.01 Строительство материал курса «Основы механики жидкости», который охватывает первую из трех частей дисциплины «Гидравлика». Раскрыты основные законы равновесия и движения жидкостей.

Изложен соответствующий государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования по направлению 08.03.01 Строительство материал курса «Гидравлика напорных и открытых потоков» и «Гидравлика сооружений». Раскрыты основные законы равномерного, неравномерного и неустановившегося движения жидкости в напорных трубопроводах и открытых каналах. Рассмотрены методы гидравлического расчета основных гидротехнических сооружений.

Изложены основные вопросы гидравлики и аэродинамики систем водоснабжения и водоотведения. Рассмотрены законы равновесия, основы кинематики и динамики, гидравлических сопротивлений при движении жидкости и газа. Описано обтекание потоком жидкости твердых тел. Детализированы механизмы перемешивания затопленных струй с окружающей средой и смешения сточных вод с водой водоемов. Приведены основные элементы гидравлических машин и воздуходувных станций. В каждом разделе есть примеры гидравлических расчетов.

Содержатся исследования ползучести минераловатных плит при действии постоянных во времени сжимающих напряжений. Подход к изучению деформаций материала является феноменологическим, то есть осуществлено рассмотрение реологического поведения тела (минераловатных образцов) в целом без вникания во внутреннее строение изделия и происходящих в его структуре изменениях в результате внешних силовых воздействий.

Рассмотрены следующие темы: геометрические характеристики поперечных сечений стержней, определение усилий, напряжений и деформаций в стержнях, работающих на растяжение и сжатие, внутренние усилия при изгибе стержней, определение напряжений в балках при изгибе и расчеты на прочность. Приведены основные формулы этих разделов, подробно рассмотрены примеры решения задач. Полезно при выполнении расчетно-графических работ и при подготовке к различным видам контроля знаний (защита расчетно-графических работ, компьютерное тестирование, зачеты и экзамены).

Учебно-методическое пособие предназначено для преподавателей и студентов физико-математических факультетов педагогических институтов.

В учебном пособии предложении компьютерный комплекс, который обеспечивает подготовку учебных опытов по физике. Для студентов педагогических институтов, преподавателей физики.

Применение когтевых шайб в нагельных соединениях позволяет увеличить несущую способность и жесткость узлов. Вместе с тем совместная работа когтевых шайб и нагелей в конструкциях из современных материалов изучена недостаточно. В работе приводятся основные недостатки существующих методик расчета таких соединений. Представлены дифференциальные уравнения, моделирующие поведение нагельного соединения с когтевыми шайбами с учетом возможных изменений форм когтей, влажности древесины, длительности действия нагрузки. Нагель и коготь шайбы описываются уравнениями для балок, лежащих на упруго-вязком основании, с использованием ядра уравнения K(τ, t), отражающего нелинейность факторов, влияющих на деформации соединителя. Приведены уравнения деформации нагеля, которые предлагается решать путем разложения в ряд методом Бубнова–Галеркина. Полученные выражения объединяются в одном уравнении с использованием функций Хэвисайда. Также представлены уравнения деформирования, которые записываются с учетом возможного смещения когтя по двум ортогональным направлениям. Приводятся выражения, позволяющие перейти от расчета когтей шайбы и нагеля к определению общей несущей способности и жесткости узла. Для адекватного моделирования поведения элементов соединения при достижении пластической стадии учитывается возможность образования пластических шарниров за счет изменения граничных условий. В статье приводится методика определения теоретических смещений и линейной жесткости соединения. Уравнения рассчитываются с использованием зависимостей, полученных экспериментальным путем. В ходе решения уравнений можно установить значения линейной жесткости. Данные значения сравниваются с экспериментальными, полученными ранее, для оценки адекватности предложенных решений. Распределение теоретических и экспериментальных данных обладает средней сходимостью 91 %, что подтверждает справедливость представленной методики определения жесткости нагельных соединений в LVL с когтевыми шайбами. Предлагаемая методика может быть рекомендована для более точного расчета деревянных конструкций по прочности и жесткости, что позволит снизить их материалоемкость и повысить надежность. Для цитирования: Черных А.Г., Данилов Е.В., Коваль П.С. Расчет жесткости соединений конструкций из LVL с когтевыми шайбами // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 4. С. 157–167. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-4-157-167
The use of claw washers in dowel connections allows to increase the bearing capacity and stiffness of joints. However, joint action of claw washers and dowels in the structures of advanced materials is studied insufficiently. The paper presents the key failures of existing methods for calculating such connections. Differential equations, that simulate the behavior of a dowel connection with claw washers taking into account the possible changes in the shape of claws, wood moisture content and the duration of loading, are presented. Washer dowel and claw are followed the equations for beams secured on a visco-elastic base, using the equation kernel K(τ,t), which reflects the nonlinearity of the factors affecting the deformation of a connection. The dowel deformation equations are given, which are proposed to be solved by the Bubnov-Galerkin method. The obtained expressions are united into a single equation using the Heaviside step functions. The deformation equations are presented as well. They are written taking into account the virtual displacement of a claw in two orthogonal directions. The expressions allow to pass from calculation of washer claws and a dowel to determination the total bearing capacity and joint stiffness. The possibility of plastification due to the changes in boundary conditions is considered for adequate simulation of connection components behavior upon reaching the plastic stage. The article provides a methodology for determining the theoretical displacements and linear stiffness of a connection. The equations are calculated using dependences available from experiments. In the course of solving the equations, it is possible to determine the values of linear stiffness. These values are compared with the experimental data received earlier to assess the adequacy of the obtained solutions. The distribution of theoretical and experimental data have an average convergence of 91 %, which confirms the validity of the presented methodology for determining the stiffness of dowel connections in LVL with claw washers. The proposed methodology can be recommended for more precise calculation of wooden structures in strength and stiffness, which will reduce their material consumption and enhence reliability. For citation: Chernykh A.G., Danilov E.V., Koval P.S. Stiffness Analysis of Connections of LVL Structures with Claw Washers. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 4, pp. 157–167. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-4-157-167

Пособие разработано в соответствии с программой дисциплины и ФГОС ВО Федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования, представляет курс лекций, в котором приведены общие и частные уравнения и законы механики многофазных жидкостей. Рассмотрено движение многофазных смесей с учетом фазовых переходов. Показаны примеры решения некоторых прикладных задач. Предложены модели, упрощающие описание многофазных смесей и доводящие их до вычислительного алгоритма.

Пособие (курс лекций) разработано в соответствии с программой дисциплины и СУОС. Настоящий курс лекций посвящен описанию свойств пористых сред и насыщающих их жидкостей и газов и их использование в практических расчетах. Содержит общие вопросы геологического строения залежи, её физические характеристики, физические и физико-химические свойства насыщающих пород нефти, газа и воды, обработки и оцениванию данных, которые получены при вскрытии пласта и при его последующей эксплуатации.

Пособие разработано в соответствии с программой дисциплины и образовательным стандартом и включает основные сведения об автоматизированных системах обработки геофизических данных с помощью прикладной программы «Геопоиск».

Пособие составлено в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего образования, в нем приведены методика и порядок выполнения лабораторных работ, указания по технике безопасности и перечень вопросов для защиты работ по дисциплине «Комплексная интерпретация геофизических данных».

Пособие представляет практикум, разработанный в соответствии с программой дисциплины и образовательным стандартом. Рассмотрены теоретические и геологические основы применения методов ГИС для решения геолого-геофизических задач при эксплуатации нефтегазовых месторождений.

Пособие представляет практикум, разработанный в соответствии с программой дисциплины и образовательным стандартом. Рассмотрены методы контроля разработки месторождений полезных ископаемых (МПИ), возможность применения методов геофизических исследований скважин (ГИС) для решения геолого-геофизических задач при строительстве и эксплуатации нефтегазовых месторождений.

В методических указаниях приведено описание порядка выполнения курсовой работы по дисциплине «Основы автоматизированного проектирования» с использованием САЕ-системы Autodesk Inventor.

Методические указания содержат информацию об основных законодательных актах, обеспечивающих единство измерений в сфере нанотехнологий, о стратегии развития приоритетных направлений экономики, об условиях формирования метрологических центров обеспечения и оценки соответствия продукции наноиндустрии, а также вопросы для обсуждения на практических занятиях.

Монография посвящена проблемам энергосбережения и экологической безопасности, ставшим особенно актуальными после прошедшего в декабре 2015 года Климатического саммита, осмыслению и осознанию этих тенденций для одного из важнейших аспектов в существовании и развитии цивилизации XXI века — техники низких температур. Использованы материалы лекций, прочитанных по магистерскому направлению подготовки 16.04.03 «Холодильная, криогенная техника и системы жизнеобеспечения».

В курсе лекций, посвященном систематизированному изложению основ цветоведения и колористики, рассматриваются и объясняются аспекты этой дисциплины с позиции физики (ее раздела — оптики), математики, психологии зрения, психологии цветовосприятия, эстетики, теории композиции. Особое внимание уделено типологии цветовых гармоний, принципам их применения в дизайн-проектировании и роли цвета в композиции разных объектов дизайна. В приложениях к лекциям приведены таблицы, рисунки, схемы, а также требования к выполнению практических заданий по колористике.

В учебном пособии изложены элементы газодинамики, необходимые для понимания сущности теплофизических процессов, происходящих в судовых энергетических установках, и выполнения теплофизических расчетов. Рассмотрены общие закономерности движения потоков сжимаемой среды, движение газов и пара в трубах и соплах, а также особенности обтекания газовым потоком одиночного профиля и решетки профилей.