ФИЗИКА

В настоящем учебно-методическом пособии представлены лабораторные работы, цель проведения которых – ознакомить студентов с численными методами решения практических задач и помочь им выработать навыки, необходимые при решении задач с использованием электронных вычислительных машин.

В пособии содержится набор тестовых заданий по разделам волновой и квантовой оптики. Кроме того, в нем изложен краткий теоретический материал по указанным разделам, приведены примеры решения тестовых заданий, а также варианты тестов с ответами. Пособие может быть использовано студентами и преподавателями при изучении раздела «Волновая и квантовая оптика» в курсе общей физики и для контроля знаний студентов при промежуточной или итоговой аттестации.

В настоящее время идет быстрое развитие элементной базы микроэлектроники. Элементная база изменяется на всех уровнях характерных размеров: от нанометровых элементов микроэлектроники, построенных с применением наночастиц, нанопроволоки и тонких пленок, до электронных компонентов с геометрическими размерами элементов порядка нескольких микрометров. Специальный курс физики позволяет познакомить студентов с основными физическими принципами, положенными в основу разработки и использования современной элементной базы микроэлектроники. Для этого студенты изучают соответствующие разделы квантовой механики, физики твердого тела и квантовой оптики. Настоящее пособие призвано помочь в изучении специального курса физики как на аудиторных занятиях, так и при самостоятельном изучении.

Учебник посвящен изложению основ слабой сверхпроводимости и ее существующим и потенциальным применениям. Особое внимание уделено описанию недавно открытых джозефсоновских квантовых битов, называемых кубитами. По уровню изложения он доступен студентам старших курсов и аспирантам физико-технических направлений высших учебных заведений. Начальные знания квантовой механики необходимы. Изложены основы физики джозефсоновских контактов. Подробно рассмотрена динамика квантовых двухуровневых систем, приводятся примеры описания открытых квантовых систем. Обсуждаются особенности измерения и контроля сверхпроводниковых кубитов.

Рассмотрены основные понятия аэродинамики воздушного винта и кратко изложены теории изолированного элемента лопасти, идеальных пропеллера и винта, теории Сабинина–Юрьева и Жуковского. Описаны экспериментальные методы исследований. Даны рекомендации по подбору винта к летательному аппарату и по его компоновке. В приложении содержатся необходимые методические материалы для лабораторной работы «Экспериментальное определение характеристик воздушных винтов».

Учебное пособие включает в себя тексты физико-технической направленности, лексический и грамматический материал, упражнения на развитие навыков и умений работы с профессионально ориентированными текстами, формирование, развитие и закрепление лексических навыков английского языка. Пособие может быть использовано как для практических занятий, так и самостоятельной работы студентов-бакалавров, студентов-специалистов всех форм обучения.

Методические указания содержат рекомендации и порядок выполнения лабораторной работы No 17 по курсу общей физики. В работе изучается явление вязкости жидкостей и газов, выводится формула Пуазейля, на которой основан один из экспериментальных методов определения коэффициентов вязкости жидкостей и газов.

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

Курс учебной дисциплины «Биомеханика», федеральный компонент учебной программы физкультурных вузов, рассчитан на 100 часов (из них 50 на самостоятельную работу студентов). Небольшой объем в часах при явно недостаточном знании студентами механики заставляет ограничивать курс элементарными основами спортивной биомеханики (название дисциплины «Спортивная биомеханика» представляется более правильным, так как по своему содержанию и подходам она резко отличается от других направлений биомеханики). Вместе с тем, поскольку биомеханика «в чистом виде» не может обеспечить эффективный анализ не просто спортивной двигательной активности, а ее анализ с позиций спортивной деятельности, т.е. не просто самих по себе двигательных действий без учета решаемых задач, а именно с позиций решения этих задач, в книгу включены элементы кинезиологических положений и подходов. Пособие рассчитано на студентов, аспирантов, слушателей ФПК и на то, чтобы в разных вузах можно было делать акценты на тех или иных разделах курса. К тому же есть студенты, аспиранты, слушатели ФПК, желающие глубже, чем другие, вникнуть в содержание курса, поэтому в лекциях затронуты и те вопросы, которые для большинства из них не обязательны. Преподаватель может ориентировать занимающихся на пропуск ненужных, по его мнению, разделов указанием на те из помещенных в конце лекции вопросов для самоконтроля, на которые не обязательно знать ответ. Рекомендовано для студентов высших учебных заведений, а также учащихся и преподавателей учреждений среднего профессионального образования.

Учебник написан в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом по направлению подготовки 034300 (62) – «Физическая культура» (квалификация «бакалавр»). Учебник составляют четыре раздела дисциплины «Естественно-научные основы физической культуры и спорта»: математика, физика, химия, биология с основами экологии. Рекомендовано для студентов высших учебных заведений, а также учащихся и преподавателей учреждений среднего профессионального образования.

Содержит современные сведения о классификации, функциональных и строительно-эксплуатационных свойствах теплоизоляционных и акустических материалов, широко применяемых в различных отраслях народного хозяйства.

Посвящена изучению процесса тепломассообмена в вихревых контактных аппаратах. Изложены результаты физических экспериментов и моделирования в универсальном моделирующем пакете ChemCAD и в программном обеспечении Wolfram Mathematica процессов контактной конденсации в аппарате вихревого типа, а также распыливания жидкостей центробежной форсункой с винтовым завихрителем.

Изложены теоретические сведения по разделам курса «Математика: Поверхностные интегралы. Элементы теории поля. Их приложения к механике, физике и теплотехнике». Приведены разнообразные задачи и примеры по темам, также подобраны задачи для самостоятельного решения. Включено тридцать вариантов расчетного задания.

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

Изложены результаты теоретических исследований процессов неэквимолярной массоотдачи в системах газ(пар) – жидкость. Приведена разработка методики расчета, интегрированная в программный комплекс вычислительной гидродинамики ANSYS Fluent массобменного оборудования, а также предложена математическая модель и введен параметр, определяющий взаимосвязь движущих сил (параметр p). Модель базируется на численном решении трехмерных нестационарных уравнений переноса массы, энергии, импульса, а также на специально добавленой надстройке UDF, необходимой для корректного расчета массообменных процессов. На основе представленной модели исследовано влияние неэквимолярности, а также получены профили скоростей и концентраций в осесимметричном газовом потоке, осложненном поперечной диффузией, при ламинарном и турбулентном течении пара (газа).

Представлены общие сведения об оптических и других видах электронных микроскопов, основных узлах поляризационного микроскопа Olуmpus ВХ 51 и растрового электронного микроскопа JCM-6000. Рассмотрены основные принципы работы на данных микроскопах.

Рассматриваются вопросы изучения профессионально-ориентированного перевода в области машиностроения, гидродинамики, теплофизики и термодинамики.

Рассмотрены основные положения теории ядерной магнитной релаксации в молекулярных кристаллах. Представлены результаты разделения внутри- и межмолекулярного вкладов в протонную спин-решеточную релаксацию в кристаллических циклогексане и бензоле. Исследована динамика и коррелированность вращательного и поступательного движения молекул в этих кристаллах.

Рассмотрена физическая картина основных явлений, процессов и закономерностей, происходящих при взрыве зарядов конденсированных ВВ в воздушной, твердой и водной средах.

Рассмотрены вопросы теории и технологии получения различных по природе материалов и покрытий, факторы, влияющие на их структуру, физико-механические и эксплуатационные характеристики. Изложены физические основы пластичности, прочности и разрушения кристаллических материалов при их деформировании. Приведены широко используемые методы упрочнения материалов и покрытий, а также основные методы измерения и контроля традиционных и наноразмерных пленочных покрытий.

Подробно описаны устройство и принципы работы ряда современных интеллектуальных расходомеров, теплосчетчиков, датчиков давления и нормирующих преобразователей, а также перечень операций, выполняемых при их настройке, конфигурировании и метрологическом обслуживании. Для закрепления навыков представлены лабораторные работы по настройке, конфигурированию и обслуживанию устройств.

Представлены тестовые задания по курсу теоретической механики, раздел «Динамика».

Представлены слайды лекций по дисциплине «Теоретическая механика», приведены контрольные задания.

Рассмотрены физические принципы преобразования различных технологических параметров в стандартные сигналы связи, а также технические структуры, характеристики и области практического применения значительного числа типов и модификаций современных средств формирования измерительной информации различного формата.

Разработан состав вспучивающегося антипирена на основе пентаэритрита, диаммоний фосфата и карбамида, придающий высокие огнестойкие свойства текстильным материалам и не снижающий эксплуатационные характеристики. Определены режимы плазменного воздействия на текстильные материалы летнего и зимнего ассортимента, позволяющие активировать поверхность текстильных волокон и придать им гидрофильные свойства. Впервые разработан текстильный материал летнего и зимнего ассортимента с высокими огнестойкими и эксплуатационными свойствами путем модификации потоком плазмы ВЧ разряда пониженного давления с последующим нанесением вспучивающегося антипирена с добавлением акриловой эмульсии.

Изложены основы метрологического обеспечения некоторых средств измерений и приведены практические работы, отражающие основные подходы, реализуемые при получении и изучении метрологических характеристик средств измерений.

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

Учебное пособие написано в соответствии с действующей программой курса физики. Рассмотрены основы классической и современной физики по разделам «Механика», «Молекулярная физика», «Электричество», «Магнетизм», «Оптика» и «Квантовая механика». Особое внимание уделено выявлению органической взаимосвязи законов физики с производственными процессами и технологиями.

Изложены основные элементы современной естественно-научной картины мира с точки зрения диалектико-материалистического подхода.

Учебное пособие является обобщением целого ряда лабораторных работ по изучению электромагнитных колебаний и предназначено для самостоятельной подготовки к выполнению лабораторных работ и обработке результатов измерений. Внимание обучающихся обращается на физические основы процессов, связанных с электромагнитными колебаниями, а также на методику изучения электрических переменных процессов.

Содержит лабораторные работы по дисциплинам «Физические основы измерений и эталоны», «Методы и средства измерений и контроля», а также краткую информацию об используемых методиках и средствах измерения.

Cодержит основные сведения по дисциплинам «Физические основы измерений», «Методы и средства измерений, испытаний и контроля», «Контроль и управление качеством материалов и изделий», а также краткую информацию об используемых методиках и средствах измерения ионизирующих излучений.

В монографии представлены основные положения теории и вариационного метода расчета тонкостенных прямолинейных и криволинейных стержней, основанные на использовании соотношений для компонент деформаций прямоугольной полосы. Приведены вариационные соотношения для стержней с открытым, закрытым и комбинированным профилями. Представлены результаты расчетов тонкостенных стержней открытого профиля различной формы, а также стержней, усиленных в напряженном состоянии.

Рассмотрены фундаментальные закономерности протекания быстрых жидкофазных химических реакций и принципы создания научных основ, технической разработки и промышленного применения новых технологий и аппаратов для их проведения в турбулентном режиме в химической, нефтехимической и нефтяной промышленности. Предложены оригинальные решения в области аппаратурного оформления быстропротекающих жидкофазных процессов с созданием непрерывных энерго- и ресурсосберегающих технологий синтеза некоторых крупнотоннажных синтетических продуктов.

Изложены теоретические основы адгезионной прочности композиционных материалов, в том числе на основе энергонасыщенных материалов. Предназначено для бакалавров по направлению подготовки 22.03.01 «Материаловедение и технология материалов», инженеров, обучающихся по специальности 18.05.01 «Химическая технология энергонасыщенных материалов и изделий», магистрантов по направлениям подготовки 18.04.01 «Химическая технология», 20.04.01 «Техносферная безопасность», а также для аспирантов и научных сотрудников.

Учебно-методическое пособие по курсу физики подготовлено для студентов вузов физкультурного профиля и в доступной краткой, но тем не менее полной форме раскрывает сложный раздел курса «Электричество». В настоящее время все люди, в том числе и специалисты физкультурного профиля, являются активными пользователями электрической и электронной техники. Целью настоящего пособия является не только изложить плановый раздел курса физики «Электричество», но и привить студентам необходимые знания для использования их в повседневной практике общения с электрооборудованием как в профессиональной области, так и в жизни.

Пособие по курсу физики подготовлено для студентов вузов физической культуры обучающихся по направлениям подготовки бакалавров очной и заочной форм обучения. В пособии в краткой, при этом доступной форме, представлен учебный материал, отражающий один из сложнейших разделов курса физики - "Электричество". Принимая во внимание, что все жители планеты, в том числе и студенческая молодежь, сегодня являются активными пользователями электрической и электронной техники, авторы задались целью подготовки настоящего пособия не только для изложения содержания раздела курса физики "Электричество", но и для передачи обучающимся студентам необходимых знаний и навыков пользования различным современным электрооборудованием как в профессиональной, так и в повседневной практике.

В вузе физкультурного профиля дисциплина Физика обеспечивает формирование фундаментальных знаний и профессиональных умений у будущих специалистов направлений 032101 «Физическая культура и спорт» и 032102 «Физическая культура для лиц с отклонениями в состоянии здоровья (адаптивная физическая культура)». Физика является фундаментальной наукой, понятия физики и ее законы лежат в основе всего естествознания. Поэтому она предназначена для того, чтобы сформировать у будущих специалистов по физической культуре и спорту правильные представления об окружающем мире и его законах, научить использовать законы физики в своей профессиональной области и тем самым повысить эффективность результатов своих усилий.

Пособие подготовлено для студентов МГАФК при заочной форме обучения. Содержит: требования ФГОС ВО к студентам, обучающимся по направлениям 49.03.01 «Физическая культура» и 49.03.02 «Физическая культура для лиц с отклонением в состоянии здоровья (адаптивная физическая культура)»; рабочую программу по ЕНО ФКиС (модуль: Физика); контрольную работу но каждому разделу курса, перечень контрольных вопросов для промежуточного зачета. Кроме того, в пособии приведены подробные планы теоретических занятий (лекций) и практических занятий (семинаров). Для обеспечения ритмичной самостоятельной работы студентов в пособии приведены подробные календарные планы самостоятельной работы в семестре и аудиторной работы во время сессии. В пособие включен краткий курс теории физических основ ЕНО ФКиС, содержащий определения основных положений и законов, и приемы решения типовых задач. Цель пособия: повысить эффективность самостоятельной работы студентов при усвоении физических основ окружающего мира, повысить уровень знаний.

Пособие соответствует программам курсов физики для вузов указанного профиля. Оно содержит необходимый учебный материал по разделу физики "Механика".

Международный научно-технический журнал, освещающий результаты научных исследований динамики процессов в сложных технических системах (радиотехника и электроника, физические системы, информатика и вычислительная техника, системы управления). Включен в Перечень ВАК. Издаётся с 2011г.

Международный научно-технический журнал, отражающий фундаментальные направления физики, математики, других естественных и гуманитарных наук с междисциплинарных позиций СИНЕРГЕТИКИ и НЕЛИНЕЙНОЙ ДИНАМИКИ. Включен в Перечень ВАК. Выходит с 2003 г.

Международный научно-прикладной журнал публикует статьи по биоматериаловедению, биомедицинским технологиям и взаимодействию физических полей и излучений с биологическими объектами, а также по разработке новых радиоэлектронных приборов для применения в биологии, биомедицинских технологиях и медицине: Медицина, Биотехнология, Экология, Механизмы биологических эффектов электромагнитных полей, Эксперимент, Устройства, Фундаментальные проблемы медицины, Новые биомедицинские технологии, Электромагнитные поля и здоровье человека, Теория и практика медицинских измерений. Включен в состав базы Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе Web of Science. Включен в Перечень ВАК. Выходит с 1998 г.

Международный научно-технический и теоретический журнал. Цель журнала - освещение большого круга оригинальных идей и результатов научных исследований, ведущих российских, а также иностранных специалистов по следующим направлениям: новые математические методы; математическое моделирование физических процессов; космическое приборостроение, дистанционное зондирование неоднородных сред; космическая радиофизика, физика и техника СВЧ-диапазона; миллиметровые и субмиллиметровые волны; новые СВЧ-материалы и их применение; электродинамика искусственных сред и структур; фундаментальные основы теории и синтеза антенн; возбуждение, рассеяние и распространение волн в широком спектре частот на объектах простой и сложной формы; разработка новых подходов к задачам электродинамики низкотемпературных и высокотемпературных сверхпроводящих структур; применение РЛС и РМС систем с цифровым синтезированием апертуры антенн для дистанционного зондирования подстилающих поверхностей; спутниковые системы связи, вопросы метрологии; проблемы современной космологии, математические и радиофизические методы в биологии и медицине; R-функции, атомарные функции, вейвлеты, фракталы и хаос; лазерная физика; физика плазмы; физические олсновы приборостроения; статистическая радиофизика. Включен в Перечень ВАК. Выходит с 1996 г.

Учебно-методическое пособие содержит разделы: «Центральное растяжение и сжатие стержней», «Геометрические характеристики поперечных сечений стержней», «Изгиб стержней». Каждый раздел включает в себя теоретическое вступление «Ключевые правила и формулы», в котором приведены основные формулы этих разделов. Содержит тестовые задачи с вариантами ответов и комментарием к решению. Все тестовые задания сформулированы в соответствии с общими требованиями для тестовых заданий базового уровня. Рассмотрены разнообразные типы задач, даны подробные комментарии к решениям.

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

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

Методические указания состоят из двух разделов. В первом представлена методика экспериментального подтверждения закона Бернулли для потока реального газа, движущегося по трубопроводу переменного сечения. Во втором студентам предложено рассчитать весовое, гидромеханическое и гидродинамическое давления при движении капельной жидкости по данному трубопроводу.

Показано, что современное развитие технологии производства целлюлозы связано с совершенствованием оборудования систем «газ–жидкость», обеспечивающего основные технологические процессы варки целлюлозы и регенерации химических реактивов. Кроме того, это оборудование, предназначенное для рекуперации химических реактивов и снижения их выбросов в окружающую среду, является частью технологического процесса. Применение скрубберов в производстве целлюлозы имеет преимущества относительно других направлений, поскольку при этом используется замкнутый цикл регенерации варочного раствора. Исследования процессов, протекающих в скрубберах разного типа, становятся более многочисленными и фундаментальными. Одним из широко применяемых скрубберов с орошением газа струями капель является струйный газопромыватель, обладающий рядом положительных свойств: не создает сопротивления газовому потоку в газоходе, имеет тягодутьевые свойства вследствие эжекции. только эти аппараты обеспечивают необходимые условия для устойчивости газового потока и струйного эффекта, позволяющего значительно повысить качество очистки выбросов. Для применения струйного эффекта и интенсификации работы технологического оборудования требуется описание процессов переноса вещества в струйных газопромывателях с учетом полидисперсной структуры капельного потока и особенностей дробления жидкости на капли центробежно-струйными форсунками. Научные работы, посвященные проблеме реализации струйного эффекта, показали необходимость исследования динамики дробления жидкости в центробежно-струйных форсунках, создающих заполненную каплями струю с большим углом раскрытия. цель исследования – изучение скорости начального движения капель в области, расположенной непосредственно после участка дробления сплошной струи жидкости, вытекающей из форсунки. Для эксперимента применена фотографическая методика с двумя искровыми лампами. Одновременно контролировалось распределение плотности орошения. Результаты измерения распределений абсолютной скорости капель и плотности орошения сравнивались между собой и определялась функция распределения скорости жидкости в поперечном сечении газо-жидкостной струи струйного газопромывателя. На основе полученных данных разработана теоретическая модель, позволяющая установить начальную скорость движения капель центробежно-струйных форсунок – показатель необходимый для разработки новых струйных газопромывателей. Результаты могут быть применены для совершенствования технологических процессов производства целлюлозы. Для цитирования: Анискин С.В., Куров В.С. Динамические характеристики скорости истечения жидкости из форсунок в струйных газопромывателях целлюлозного производства // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 2. С. 180–193. DOI: 10.37482/0536-1036-2021- 2-180-193
It is shown that the modern development of pulp production technology is associated with the development of gas-liquid systems equipment. Such equipment provides the main technological processes of pulp cooking and regeneration of chemical reagents. Furthermore, this equipment, designed to recover chemical reagents and reduce their emissions into the environment, is part of the technological process. The use of scrubbers in pulp production has an advantage over many other industries, since it uses a closed liquor regeneration cycle. Currently, studies of the processes occurring in scrubbers of different types are becoming more numerous and fundamental. This paper is devoted to the development of jet scrubbers. These devices have a number of properties that do not have scrubbers of other types. They do not create resistance to the gas flow in the flue; they have a gravitational property due to ejection. Only jet scrubbers create the necessary conditions for the stability of the gas flow and have a jet effect that allows to significantly increase the efficiency of emissions cleaning. To implement the jet effect and intensify the technological equipment operation it is required to describe transfer processes in jet scrubbers with regard to polydisperse structure of drop flow and features of liquid splitting up into drops by centrifugal-jet nozzles. Scientific works devoted to the problem of realization of the jet effect showed the need to study the dynamics of liquid splitting in centrifugal-jet nozzles, which create a drop-filled jet with a large opening angle. The research purpose is to study the speed of the initial movement of drops in the area immediately after the splitting section of the continuous jet of liquid flowing from the nozzle. A photographic technique with two spark lamps was used for the experiment. At the same time, the distribution of irrigation density was controlled. The results of measuring the distributions of absolute speed of drops and irrigation density were compared with each other and the function of liquid speed distribution in the cross section of the gas-liquid jet of the jet scrubber was determined. Based on the obtained data, a theoretical model was developed to determine the initial speed of drops of centrifugal jet nozzles, an indicator required for the development of new jet scrubbers. The results can be applied to improve the technological processes of pulp production. For citation: Aniskin S.V., Kurov V.S. Dynamic Behavior of Liquid Flow Rate from Nozzles in Jet Scrubbers of Pulp Production. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 2, pp. 180–193. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-2-180-193.

Учебное пособие подготовлено на кафедре ядерной физики физического факультета Воронежского государственного университета в обеспечение лабораторных занятий по курсу «Физика».