ФИЗИКА

Учебное пособие предназначено для студентов, изучающих курс общей физики, раздел «Электростатика и постоянный ток», и нацелено на подготовку к прохождению тестовых заданий при проведении коллоквиумов, экзаменов по окончании семестров, при аккредитации и аттестации университета. В пособии приводятся необходимые фундаментальные константы и рабочие формулы, даются определения различных типов тестовых заданий. Представлен также раздел с детально разобранными тестовыми заданиями одного варианта теста и раздел с двумя вариантами – для самостоятельного выполнения и контроля усвоения соответствующих разделов дисциплины. Учебное пособие может быть использовано также разработчиками тестовых заданий.

Приведены краткие теоретические и практические сведения по методам измерения характеристик антенн в дальней и ближней зоне, а также параметров СВЧ-устройств, представлен цикл работ для дисциплин «Антенны и СВЧ-устройства СБЛ» и «Электродинамика».

Излагаются основные понятия и законы электромагнетизма и электродинамики. Рассматриваются прикладные вопросы: скин-эффект, плазмоника, волноводы и резонаторы, начала квантовой теории излучения, спонтанное параметрическое рассеяние света.

На примерах рассмотрены основные конечно-разностные методы решения краевых и начально-краевых задач для уравнений математической физики. Приведены расчетные программы на языке Фортран и задания расчетно-графических работ. Показаны приемы работы в пакете прикладных программ при решении краевых задач методом конечных объемов. В приложении содержится необходимый материал для создания графических пользовательских приложений.

Учебно-методическое пособие предназначено для проведения аудиторных практических занятий и самостоятельной работы по дисциплине «Физические основы электроники» для студентов II курса по направлениям 11.03.03 «Конструирование и технология электронных средств» и 11.03.02 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи».

В пособии описан опыт автора по организации самостоятельной деятельности студентов в рамках курса физики на примере систематизации информации для учебного процесса. Организация самостоятельной работы студентов в предлагаемой форме позволяет повысить уровень усвоения образовательных компетенций и мотивацию студентов.

В пособии описан опыт автора по организации самостоятельной деятельности студентов в рамках курса физики на примере систематизации информации для учебного процесса. Организация самостоятельной работы студентов в предлагаемой форме позволяет повысить уровень усвоения образовательных компетенций и мотивацию студентов.

Пособие содержит основные типы задач, рассматриваемых на практических занятиях по физике. Сборник задач состоит из введения, основной части, разбитой на четыре раздела: механика, теория относительности, термодинамика и молекулярная физика, электричество, указаний и ответов. Для каждой темы приведены основные определения и формулы, примеры решения задач, справочные данные.

Пособие призвано сориентировать абитуриентов в предлагаемых тестовых материалах по физике и помочь им в подготовке к проводимому тестированию. В нем приводятся необходимые фундаментальные константы и рабочие формулы, даются определения различных типов тестовых заданий и рекомендации по подготовке к их выполнению. Имеется раздел с детально разобранными тестовыми заданиями одного варианта теста и раздел с двумя тренировочными вариантами – для самостоятельного выполнения и контроля усвоения соответствующих разделов дисциплины.

Пособие посвящено основам электростатики и законам постоянного тока и охватывает такие темы, как закон Кулона, напряженность и потенциал электрического поля, электроемкость, законы постоянного тока. К каждой теме в пособии приведен теоретический материал, указания к решению задач, примеры их решения и трехуровневые задачи для самостоятельного решения. Изложенный в пособии материал позволяет студентам за сравнительно небольшой срок повторить теорию и получить основные сведения о методах решения задач по разделу «Электричество» для последующего изучения общей физики в рамках курса «Физика» в техническом вузе.

Пособие представляет собой вторую часть вводного курса в физику фазовых превращений. Весь изложенный материал не выходит за пределы математических и естественнонаучных познаний студентов младших курсов. На базовом уровне рассмотрены условия равновесия фаз и процессы фазовых переходов. Введены понятия фазы, равновесия фаз, фазовой диаграммы, критической точки, метастабильного состояния. Получен закон Клапейрона–Клаузиуса, описаны фазовые переходы первого рода: плавление и кристаллизация, кипение и конденсация.

Пособие представляет собой первую часть вводного курса в физику фазовых превращений. Весь изложенный материал не выходит за пределы математических и естественнонаучных познаний студентов младших курсов. Рассмотрена термодинамика фазовых равновесий, даны базовые понятия термодинамики: термодинамические потенциалы, условия устойчивости различных термодинамических состояний. Особое внимание уделено поверхности раздела двух жидких фаз и поверхности жидкость–твердое. Описана термодинамика поверхностного натяжения, объяснены условия смачивания и несмачивания, рассмотрены капиллярные явления, получена формула Лапласа.

Настоящее учебное пособие предназначено для студентов, изучающих курс общей физики, которые могут проконтролировать усвоение изучаемого материала по физике тепловых явлений в газах, жидкостях и твердых телах. Пособие может быть использовано при подготовке студентов к коллоквиумам и экзаменам, прохождению контрольных тестов в конце семестров, а также при аттестации и аккредитации университета.

Пособие содержит основные типы задач, рассматриваемых на практических занятиях по физике. Сборник задач состоит из введения и основной части, разбитой на пять разделов: электромагнетизм, колебания и волны, оптика, квантовая физика, ядерная физика и элементарные частицы, а также справочных сведений, указаний и ответов. Для каждой темы приведены основные определения и формулы, примеры решения задач, справочные данные.

В учебном пособии приводятся необходимые фундаментальные константы и рабочие формулы, даются определения различных типов тестовых заданий. Имеется раздел с детально разобранными тестовыми заданиями одного варианта теста и раздел с двумя вариантами – для самостоятельного выполнения и контроля усвоения соответствующих разделов дисциплины.

В пособии изложены теоретические основы механики идеальной сплошной среды и теории детонационных волн, необходимые для понимания взрывных процессов. Предварительно описаны необходимые базовые понятия. Детально рассмотрены вопросы связанные с нестационарным течением идеальной сплошной среды в случаях непрерывного и разрывного волнового движения. В каждом разделе рассматриваются соответствующие задачи в виде качественного анализа либо необходимые методы расчета.

Рассмотрены вопросы методологии и технологии создания тонких пленок (ТП) неорганических материалов осаждением из газовой фазы для использования в технологиях микро- и наноэлектроники. Пособие создано на основе исследовательской и публикационной активности автора в течение 40 лет; развиты и обобщены результаты исследований, начатых в 1970-х годах в Институте физики полупроводников Академии наук СССР и исследовательских отделах предприятий электронной промышленности г. Новосибирска. Рассмотрена совокупность вопросов, связанных с методологией и технологией получения высококачественных ТП для изделий микроэлектроники, показана возрастающая роль ТП технологий в технологических маршрутах изготовления изделий, рассмотрены тенденции развития, типы и характеристики оборудования для процессов производства ИМС, технологические процессы получения различных ТП материалов на основе кремния, свойства ТП материалов. Учебное пособие разработано в соответствии с рабочей программой учебной дисциплины «Семинары по специальности», образовательная программа: 11.04.04. «Электроника и наноэлектроника», магистерская программа «Микро- и наноэлектроника».

Изложены теплофизические основы холодильной обработки пищевых продуктов, методы расчета тепловых процессов, даны расчетные соотношения. При этом в математических решениях отдано предпочтение простым средствам, которые могут быть использованы для расчетов с необходимой точностью. Процессы холодильной технологии рассмотрены в совокупности со свойствами пищевых продуктов и технологическими условиями. Рассмотрены примеры решения задач. Даны контрольные задачи для самостоятельной работы.

Учебник включает в себя основные понятия и законы технической термодинамики и теплопередачи, приложения этих законов к процессам и системам.

Представлены результаты экспериментального и численного исследования динамических и тепловых характеристик дозвуковых отрывных потоков, образующихся за различными преградами. Рассмотрены картины обтекания обратной ступеньки, одиночного ребра и прямоугольной каверны, являющиеся в настоящее время классическими задачами аэрогидродинамики и тепломассопереноса. Последовательно изучены более сложные случаи развития отрывных течений за преградами: обтекание ребра и системы ребер, расположенных под разными углами к направлению потока, ступеньки со скошенной обратной стенкой, каверн с наклонными стенками, а также отсоединенных ребер. Исследовано влияние различных факторов на динамику отрывного течения и турбулентный теплообмен.

Курс «Тепломассообмен» является базовой дисциплиной для ряда инженерных и прежде всего теплотехнических и энергетических специальностей. В связи с быстрым развитием теории теплообмена из года в год видоизменяется и совершенствуется учебный курс тепломассообмена, читаемый студентам высших учебных заведений. В учебном пособии рассмотрены теоретические положения одного из способов распространения теплоты – теплопроводности, приведены сведения по методам и алгоритмам расчета стационарных и нестационарных температурных полей.

Настоящая работа является руководством к решению студентами расчетно-графических работ по курсу «Теоретическая механика». В работе приведены варианты заданий и примеры решения задач по основным разделам курса, необходимые краткие теоретические сведения.

Для решения таких практически важных задач, как определение реакций в подшипниках вращающегося неотбалансированного тела в теоретической механике или определение главноцентральных осей поперечного сечения сложной формы изгибаемого стержня в сопротивлении материалов, требуется знать формулы преобразования как осевых, так и центробежных моментов инерции. В учебном пособии формулы преобразования осевых и центробежных моментов инерции рассматриваются с позиции преобразования тензора инерции. Наиболее краткой является индексная форма записи, в которой ij-й компонент тензора инерции определяется через двойные суммы. Для студентов младших курсов машиностроительных специальностей, которые не имеют навыков работы с индексными формулами, такая форма записи непонятна для применения. В учебном пособии рассматривается матричный способ. При таком способе сохраняется универсальность доказательства формул преобразования для каждого момента инерции, а также появляется наглядность применения этих формул для практических задач.

Пособие является второй частью серии работ, посвященных методике организации творческой деятельности студентов в техническом вузе. В пособии описан опыт авторов по организации самостоятельной деятельности студентов в рамках курса физики на примере организации театра физического эксперимента. Организация самостоятельной работы студентов в предлагаемой форме позволяет повысить уровень усвоения образовательных компетенций и мотивацию студентов. В работе описан процесс создания театра физического эксперимента в вузе, подробно рассмотрены примеры спектаклей.

Рассматриваются стержневые системы, к которым принято относить фермы, рамы, арки, балки на упругих или жестких опорах и тонкостенные стержни. Материал излагается на доступном уровне, позволяющем осознанно применять метод конечных элементов в расчетах стержневых конструкций.

Излагаются основы статистической физики классических и квантовых равновесных систем. Приводятся примеры, иллюстрирующие теоретические положения из области микро- и наноэлектроники, фотоники, физики конденсированного состояния. Предлагаются задачи для самостоятельной работы. Издание предназначено для студентов, изучающих курсы: «Физика твердого тела», «Физика полупроводников», «Физика конденсированного состояния», «Наноэлектроника», «Фотоника», где используются методы и результаты статистической физики.

Настоящее учебное пособие предназначено для студентов, магистрантов и аспирантов, специализирующихся в области физики полупроводников, полупроводниковых приборов и наноэлектроники. Оно также может быть рекомендовано студентам, инженерам и научным работникам, желающим самостоятельно изучать физику низкоразмерных систем или расширить и систематизировать свои знания в области физических основ наноэлектроники. Пособие состоит из двенадцати разделов, каждый из которых включает краткое теоретическое введение, примеры решения задач, задачи для решения на практических занятиях и самостоятельной работы.

Пособие содержит материалы для углубленного изучения принципов работы спектральных приборов с плоской дифракционной решеткой в рамках курса «Оптический спектральный анализ», а также закрепления полученных знаний в процессе выполнения лабораторной работы на спектрографе PGS-2.

Рассмотрены зависимости свойств рабочих жидкостей от теплофизических факторов. Приведены конкретные примеры. Представлены общее и основное уравнение гидростатики, а также закон Архимеда. Подробно изложены методики вычисления усилий от сил гидростатического давления на плоские и криволинейные поверхности резервуаров при разном сочетании инерционных нагрузок. Приведен пример выполнения расчета сил гидростатического давления, действующих на наклонную стенку резервуара. Приведены основные соотношения гидравлики. Рассмотрены решения ряда практических задач. Сформированы исходные данные для самостоятельной работы. Приложения содержат необходимые справочные сведения.

Поскольку прикладная механика включает в себя основные разделы курсов теоретической механики, сопротивления материалов и деталей машин, в пособии даются четыре многовариантных расчетно-графических задания (РГЗ). Первое РГЗ – по теоретической механике (расчет опорных реакций); второе и третье РГЗ – по сопротивлению материалов (расчет на прочность); четвертое ЗГЗ – по курсу деталей машин (расчет и проектирование основных видов соединений деталей). Предварительно приводится необходимая теория для выполнения РГЗ, а в конце пособия – примеры выполнения РГЗ.

В учебном пособии в краткой форме представлены фундаментальные законы и понятия электричества. Изложенный материал позволяет студентам I курса повторить, закрепить и систематизировать основные знания по электричеству, полученные в средней школе. Эти знания, будучи базовыми, создают основу для дальнейшего успешного освоения электроэнергетики и электротехники.

В данном учебном пособии рассмотрены элементы теории из раздела численных методов решения обратных задач. Пособие может быть рекомендовано как для самостоятельного изучения курса «Оценивание параметров в обратных задачах», так и для подготовки к выполнению практических заданий.

Учебное пособие предназначено для инженерно-технических направлений и специальностей механико-технологического факультета и в нем сделан акцент на самые ключевые проблемы курса сопротивления материалов. Пособие охватывает основные вопросы статической прочности, жесткости и устойчивости стержня при простых деформациях (растяжение-сжатие, кручение и плоский изгиб) и сложных деформациях. Также рассмотрены динамические задачи (расчет элементов конструкций при движении с ускорением, инженерная теория удара, расчет на прочность при колебаниях) и даны элементы теории пластин и оболочек. По всем темам приводятся типовые примеры с решениями.

Пособие посвящено изучению отражающих и пропускающих свойств тонких диэлектрических пленок с единых позиций волновой теории электромагнитного поля. Моделью пленки является трехслойная диэлектрическая структура: «подложка–пленка–защитный слой». Изложены физические основы работы такой структуры в режимах прохождения ТЕ- и ТМ-поляризованных световых волн, в том числе и с полным внутренним отражением на нижней границе раздела диэлектрических сред. Получены формулы для нахождения амплитудных и энергетических коэффициентов отражения и пропускания диэлектрических пленок. Исследованы зависимости таких коэффициентов от длины волны, углов наклона и состояния поляризации световых волн, а также от оптической толщины пленок. Включены вопросы, задачи и расчетно-графические задания, способствующие более глубокому пониманию физических процессов распространения и преобразования световых волн в тонких диэлектрических пленках и методов их компьютерного моделирования.

Пособие содержит материалы для углубленного изучения принципов определения цвета по оптическому спектру в рамках курса «Оптический спектральный анализ», а также закрепления полученных знаний в процессе выполнения лабораторной работы по определению координат цвета различных источников излучения с использованием малогабаритного спектрометра «Колибри-2».

В книге представлена основная информация, характеризующая современное состояние нанотехнологии. Особое внимание уделено истории развития науки о нанотехнологиях, применению достижений нанотехнологий в различных областях промышленности, а также проблемам и перспективам развития нанотехнологий.

Пособие представляет собой сборник задач по разделам физики «Термодинамика» и «Молекулярная физика». Изложение каждой темы начинается с краткого теоретического введения и сопровождается разобранными примерами решения задач. Представлено 28 вариантов заданий (по восемь задач в каждом), предназначенных в качестве расчетно-графических заданий для самостоятельной работы студентов. Материал отражает требования, предъявляемые к курсу физики ФГОС 3.

Пособие включает в себя краткие основные сведения о физических эффектах в сверхпроводниках, справочный материал, задачи и примеры их решения. Основная цель настоящего пособия – дать краткую и необходимую информацию для закрепления материала в рамках курса Микро- и нанотехнологии.

Изложены базовые положения учебной дисциплины «Механика» по двум ее разделам – Теоретическая механика и Сопротивление материалов. Объем материала определен исходя из минимума необходимых знаний, усвоение которых требуется при изучении механики студентами немеханических направлений подготовки. Отобран наиболее типичный материал, учитывающий требования Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования и современную базовую школьную подготовку студента. Теоретический материал сопровождается подробно разобранными примерами различной сложности.

Пособие предназначено для аудиторной и самостоятельной работы студентов. Во введении студентам даются рекомендации по организации деятельности при отработке тем практических занятий. Рассматриваются принципы, применение которых в процессе решения задач позволяет осуществлять этот процесс с максимальной эффективностью. Для каждой предлагаемой темы практических занятий в пособии представлены: вопросы для подготовки к занятию, характерные алгоритмы решения типовых задач, два комплекта задач и рекомендуемая литература с указанием страниц для обязательного прочтения. В приложении приведены некоторые полезные сведения справочного характера. Пособие может быть использовано студентами и преподавателями как основа для подготовки и проведения практических занятий.

В пособие включены лабораторные работы по механике поступательного и вращательного движения, молекулярно-кинетической теории и термодинамике. В каждую лабораторную работу включено теоретическое описание исследуемого явления. Во вводной части пособия рассмотрены методы статистической обработки результатов измерений.

Книга предназначена для двух аудиторий: для студентов младших курсов бакалавриата и студентов магистратуры. Основное содержание написано для первой аудитории, поэтому здесь отсутствуют тяжеловесные строгие математические доказательства теорем подобия. Для наглядности и простоты изложения сначала приводятся примеры и только затем дается общая схема применения метода. Если для того, чтобы разобраться в теории, излагаемой в первой части, было необходимо знать курсы теоретической механики и сопротивления материалов, то для понимания материала второй части достаточно только школьных знаний. Для второй аудитории – студентов магистратуры, готовящихся к работе по проведению экспериментов, в книгу включены главы с историческими сведениями, обзор литературы по способам вывода критериев подобия, подробный список первоисточников и ссылки на их электронные копии. Содержание пособия нацелено на практическое применение различных методов подобия в реально возникающих задачах для твердых тел, для жидкости и газа. Порядок рассуждений и алгоритмы действий при решении практических задач сопровождаются рисунками и таблицами с логическими схемами.

В первой части пособия рассматриваются физические задачи, математические модели которых могут быть представлены в виде системы обыкновенных дифференциальных уравнений первого порядка. Во второй части на основе метода конечных разностей рассматриваются методы численного решения нестационарных дифференциальных уравнений в частных производных параболического типа.

Монография посвящена линейной задаче о возмущениях ударной волны. Эта задача имеет долгую историю и может считаться классической. В данной работе предлагается сравнительно новый метод построения решения задачи, в основе которого лежит применение преобразования Фурье сразу по всем переменным. Это преобразование переводит задачу в алгебраическую, что позволяет выписать решение задачи в явном виде, проанализировать с помощью современных математических методов его структуру, качественные свойства, уточнить некоторые известные результаты теории ударных волн и получить новые результаты.

В пособии даны определения различных типов тестовых заданий, проиллюстрированные конкретными примерами. Для удобства тестирующихся студентов приводится справочная информация по соответствующим темам курса физики, полезными могут оказаться и рекомендации составителям тестов. Представлен также раздел с тестом, задания которого содержат подробные ответы-решения. Последний раздел пособия содержит два варианта тестовых заданий для самоподготовки, снабженных ключами из ответов.

Теоретический анализ оптических явлений, таких как интерференция, дифракция и поляризация, предваряет их экспериментальные исследования. Использование в экспериментах когерентного лазерного излучения дает возможность получить оптические явления в явной и наглядной форме.

Учебное пособие соответствует второй части рабочей программы по физике для студентов АВТФ НГТУ. Приведены примеры решения и задачи по всем темам разделов Электромагнетизм. Электромагнитные волны. Волновая и квантовая оптика. Элементы квантовой физики и физики твердого тела. Элементы ядерной физики». Предназначено для аудиторной и самостоятельной работы студентов.

В учебном пособии даны условия заданий, а также кратко излагается теоретический материал, необходимый для получения практических навыков решения задач динамики полета летательных аппаратов. Основная часть заданий скомпонована по главам аналогично соответствующим разделам ранее изданного учебного пособия «Динамика полета». Ч. 1. Ч. 2. Кроме того, в работе приводится содержание курсового проекта и трех практических работ по динамике полета.

В пособии содержатся наиболее важные вопросы динамики заряженных частиц и интенсивных пучков в стационарных электрическом и магнитном полях. Представлен необходимый математический аппарат, приведены основные уравнения электромагнитного поля, рассмотрены некоторые аналитические и численные методы расчёта потенциалов и полей. Рассмотрено движение заряженных частиц в однородных и слабо неоднородных электрическом и магнитном полях, в полях с аксиальной симметрией. В параксиальном приближении получены линеаризованные уравнения движения заряженных частиц, рассмотрена линейная динамика частиц в аксиально-симметричных электростатических и магнитных линзах, в квадрупольных линзах, в поворотных магнитах. Даны определения фазового объёма и эмиттанса пучка, акцептанса канала, сказано о проблемах построения огибающих потока и согласования потока с периодическим каналом. Описаны основные эффекты, возникающие из-за влияния пространственного заряда, в том числе образование виртуальных катодов. Рассмотрено начальное формирование электронных потоков, описаны источники пучков заряженных частиц с плазменным эмиттером.

Рассмотрены базовые теоретические вопросы гидрогазодинамики. Приведены основные уравнения газовой динамики. Описаны аналитические решения для течений с простыми и ударными волнами, возникающими при движении поршня в трубе с идеальным газом, и для задачи о распаде разрыва.