Физика. Астрономия

Методами рентгенофазового и электронно-зондового микроанализа исследованы фазовые равновесия в тройной системе Al-Ni-Zr при 1123 К в области составов 0-45 ат. % Al. Построен фрагмент изотермического сечения данной системы. Впервые установлено существование трехфазных равновесий Zr_7Ni _10 + Zr_8Ni_21 + Zr_2Ni_7, T 2-ZrNi_2Al + NiAl + Zr_2Ni_7, NiAl + Ni_3Al + Zr_2Ni_7, Zr_7Ni_10 + Zr_2Ni_7 + T_2-ZrNi_2Al при 1123 К. Фаза на основе двойного соединения Zr_2Ni_7 растворяет до 13 ат. % алюминия. Определена кристаллическая структура фазы T_7-Zr_5Ni 4Al: структурный тип U 3Sij пространственная группа P4/mbm (а = 7, 1852 (7) А, с = 3, 3019 (5) А).

Содержат перечень изучаемых тем и разделов, набор заданий и упражнений.

Лабораторный практикум по физике с компьютерными моделями «Электри- чество и магнетизм. Оптика» составлен для выполнения лабораторных работ по физике в компьютерном классе студентами инженерных и неинженерных направлений подготовки: 35.03.06 «Агроинженерия», 27.03.04 «Управление в технических системах», 35.03.04 «Агрономия», 35.03.07 «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции», 35.03.01 «Лесное дело», 21.03.02 «Землеустройство и кадастры», 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника», 10.03.01 «Информационная безопасность», 20.03.01 «Техносферная безопасность», 05.03.06 «Экология и природопользование».

Учебное издание содержит методические указания для выполнения тестовых заданий и задач по электростатике и законам постоянного тока; предназначено для самостоятельной работы студентов-бакалавров высших учебных заведений.

Учебное издание содержит методические указания для выполнения тестовых заданий и задач по молекулярной физике и термодинамике; предназначено для самостоятельной работы студентов-бакалавров высших учебных заведений.

Изложены основы физики наносистем. Обсуждаются свойства сверхрешеток, транспортные явления в низкоразмерных системах, оптические свойства наноструктур, квантовые явления в магнитном поле. Анализируются перспективы создания различных устройств наноэлектроники и молекулярной электроники. Для студентов высших учебных заведений, аспирантов, научных работников и инженеров, работающих в области физики наносистем и нанотехнологий.

В учебном пособии рассмотрены основные принципы распространения света в плоских и цилиндрических волокнах. Изложены основные причины уширения импульсов при распространении в световоде и способы увеличения их ширины полосы пропускания. Разработано в соответствии с ФГОС ВПО по направлению подготовки бакалавров 200700 Фотоника и оптоинформатика. Предназначено для студентов 3 курса ФБТО для самостоятельной подготовки и практических занятий.

В учебном пособии подробно рассматривается второй раздел курса «Физика твердого тела» для педагогических вузов. Вместе с тем пособие ориентировано на то, чтобы помочь будущему учителю последовательно излагать идеи молекулярно-кинетической теории не только применительно к газам, но и к конденсированному состоянию. Ведущей физической и методической идеей данного раздела курса ФТТ является идея сильного взаимодействия атомов конденсированной среды и соответственно коллективного характера возникающих возмущений, в том числе упругих колебаний. Все главы заканчиваются контрольными вопросами-тестами, отдельно приведены ответы на тесты.

В работе даны методические указания и задания для контрольных работ по всем разделам курса общей физики.

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

Книга написана Уилфредом Курцем - современным классиком науки о фазовых превращениях, в частности - затвердевании, в соавторстве с его учеником Д. Фишером. Она представляет собой прекрасный обзор фундаментальных основ затвердевания металлов, сплавов, эвтектик и перитектик. Кратко и информативно изложены основные принципы затвердевания через зарождение и рост кристаллов в однофазных и многофазных металлических системах. Рассмотрены условия устойчивости роста кристаллов и условия для морфологического превращения одних форм роста в другие. Анализируются режимы малых и высоких скоростей затвердевания, в частности, дан анализ затвердевания в обычных условиях, а также при отсутствии локального термодинамического равновесия, когда скорости фазового превращения становятся аномально большими. Систематизированы термодинамические свойства и кинетические явления на поверхности раздела кристаллических фаз и жидкостей. Книга уже выдержала четыре переиздания и является настольной книгой теоретиков, экспериментаторов и практиков как в западных развитых странах, так и развивающихся странах Востока (например, книга переведена на китайский язык). Будучи широко известной в СССР и являясь необычайно популярной в России по литературным ссылкам, книга Курца и Фишера по-прежнему остается малодоступной для российских студентов, аспирантов, исследователей и практиков. Для настоящего русскоязычного издания авторами книги специально добавлены новые теоретические, экспериментальные и литературные материалы по затвердеванию и росту кристаллов, опубликованные за последние пятнадцать лет.

Учебное пособие посвящено изложению основных идей фрактальной и мультифрактальной геометрии. Примеры различных фрактальных структур мождно встретить во многих явлениях природы. Фрактальные образы с успехом используются при описании хаотического поведения нелинейных динамических и диссипативных систем, турбулентного течения жидкости, неоднородного распределения материи во Вселенной, при исследовании трещин и дислокационных скоплений в твёрдых телах, при изучении электрического пробоя, диффузии и агрегации частиц, роста кристаллов и т.д. Много интересных идей фрактальной геометрии нашли своё применение в экономике при анализе колебаний курса валют, в биологии для объяснения морфологического строения различных биологических объектов, в физике твёрдого тела для описания перехода Андерсона металл-диэлектрик и других свойств неупорядоченных систем.

В пособии на элементарном уровне излагаются основы квантовой механики и статистики, необходимые для понимания квантовой теории полупроводников, лежащей в основе твердотельной электроники. Также в пособии подробно рассмотрены основные вопросы физики полупроводниковых приборов, в частности диод с pn-переходом и pnp-транзистор.

Филлотаксис, т. е. изучение паттернов, образуемых листьями и другими органами, поднимает один из глубочайших вопросов, связанных с морфогенезом растений. Сам вопрос формулируется таким образом: какие принципы биологической организации лежат в основе образования этих динамических геометрических систем? Неизменное присутствие в таких системах чисел Фибоначчи приводит в восхищение не одно поколение математиков и ботаников. В настоящей книге, впервые за все время, многие аспекты филлотаксиса изложены как единое целое. Объединенная концепция филлотаксиса, принятая автором данной книги, основывается на экспериментальных, анатомических, психологических и палеонтологических наблюдениях и находках, а также на исследовании клеточного строения живых организмов. Книга может служить основой для формального анализа ботанических данных, при этом основной упор делается на то, что филлотаксисные парадигмы играют весьма важную роль в изучении других структур, например кристаллов и протеинов.

Книга содержит конспективное изложение курса механики и физики сплошных сред, читаемого для студентов физического факультета. Он включает в себя основы электродинамики сплошных сред, гидродинамики и теории упругости.

Книга вводит школьника и студента младшего курса в «творческую лабораторию» физика-исследователя, в форме задач знакомит с «неформальной» физикой, которая практически не представлена в «традиционных» школьных курсах, однако активно используется при проведении исследований: представлены задачи на оценки физических величин, методы размерностей и подобия, задачи для решения с помощью компьютера. Все эти задачи требуют не только получения формул, но и их анализа и исследования. Представлены также задачи исследовательского характера, которые могут быть использованы для постановки работ школьников и подготовки докладов в рамках школьной научной лаборатории.

В книге дается краткое и доступное изложение фундаментальной теории фазовых превращений и приводятся области применения теории в современной практике. Данная теория используется в физике при современных разработках по изучению конденсации атомов Бозе - Эйнштейна, высокотемпературной сверхпроводимости и вихрей в сверхпроводниках, в то время как в других областях она применяется для исследования явлений «малых миров» и безмасштабных систем (таких как фондовая биржа или Интернет). Совместный анализ этих явлений позволяет выявить связь между ними и провести аналогию с общей теорией фазовых превращений.

Исследовано механическое деформирование высокотемпературной сверхпроводящей иттриевой керамики (ВТСП), а также впервые выполненное детектирование сверхпроводящего перехода в ВТСП с помощью импульсного тока и установленные доземитрические свойства ВТСП. Рассмотрены новые композитные материалы на основе несмешивающихся компонент и способы их производства и обработки, в частности методом прокатки с использованием ЭПЭ. Рассмотрено контактное легирование как альтернативный метод производства сплавов из несмешивающихся компонент, новые технологические возможности метода контактного легирования, и свойства новых материалов. В заключительной главе дополнительно рассмотрены технологические проложения ЭПЭ, особенности электропластической прокатки стальной полосы, а также повышение электропластичности металла в скрещенных электромагнитных полях. Дан ответ на критические замечания в статьях в отношении ЭПЭ.

В первой части приведены результаты фундаментальных опытов, приведших к открытию электропластического эффекта (ЭПЭ) и сотставляющих основу электропластической деформации металлов. Показано, что ЭПЭ - это новое физическое явление нетеплового происхождения, нетеплового действия тока высокой плотности (порядка 10*5-10*6 А/см*2) на пластическую деформацию металлов. Дано определение и содержание критических интенсивных технологий обработки металлов давлением (ОМД) с использованием ЭПЭ в качестве фактора интенсификации процесса. Определены сферы технологического применения ЭПЭ при прокате, волочении, плющении и штамповке металлов, а также при других видах тонкого и среднетонкого металлургического передела, в которых экономически оправдано и целесообразно использовать токи высокой плотности в импульсном режиме для стимулирования без большого нагрева материала процессов ОМД. Показано, что при этом достигается выигрыш в повышении пластичности материала (включая остаточную пластичность) и в снижении усилий деформации при ОМД, а также в улучшении физико-механических свойств и фазового состава материала заготовок после ОМД. Детально исследованы структурные аспекты электропластической деформации металлов и сплавов. Описаны методы залечивания дефектов в металлических материалах импульсным током. Исследован процесс упрочнения быстрорежущих инструментальных сталей при действии импульсами электрического тока. Изучено действие электростатических полей на процесс деформации и механические свойства металлов и сплавов.

Эта книга ставит своей целью познакомить читателя с важнейшими свойствами хаотической динамики гамильтоновых систем. Она содержит уникальный материал по сепаратрисному хаосу, хаосу малой нелинейности, фрактальной кинетике, а также рассуждения о демоне Максвелла и обоснование статистической физики. В книге не используется специальный математический инструментарий, который типичен для физики.

В книге дается обзор современных теоретических и экспериментальных исследований свойств пористых пород, а также течений через них различных жидкостей (нефти, газа, воды, и т.д.). Освещается ряд новых положений по процессам перемещения жидкостей в пористых средах, основанных на данных изучения течения при помощи меченых частиц.

В работе обсуждаются основные вопросы атомной и ядерной физики и рассматриваются возможности их экспериментального исследования с использованием современных многофункциональных лабораторных комплексов. Эти комплексы позволяют изучать особенности теплового излучения, законы фотоэффекта, закономерности спектров атомов и молекул. Применение компьютерного моделирования дает возможность реализовать опыты Резерфорда по рассеянию α-частиц на атомах, изучать комптоновское рассеяние и целый ряд других явлений.

Дано описание лабораторных работ, посвященных исследованию ударных волн в воздухе и воде, определению кинематических и энергетических характеристик кумулятивной струи, определению скорости метания плоской металлической пластины. Рассмотрены физические основы исследуемых процессов, экспериментальные и расчетные методы определения их основных характеристик.

Даны краткие сведения из отдельных разделов физики и смежных наук, составляющих физические основы микро- и нанотехнологий. Рассмотрены основные законы, понятия и определения физических явлений, процессов и сред, являющихся основой этих технологий. Приведены методы преобразования фундаментальных физических законов в прикладные технологические зависимости, расчеты физических закономерностей, определяющих параметры процессов микро- и нанотехнологий.

Изложены физические основы пневматических систем, широко применяемых в производственных процессах разных отраслей промышленности. Рассмотрены термодинамические процессы изменения состояния сжатого воздуха, являющегося рабочим телом пневматических устройств систем автоматики. Подробно описаны процессы истечения сжатого воздуха через отверстия и насадки, а также процессы заполнения и опорожнения пневматических емкостей постоянного и переменного объемов применительно к работе ресиверов и линейного пневматического привода. Приведены примеры расчета динамических характеристик пневматического привода, в том числе следящего.

Приведены результаты экспериментальных и теоретических исследований процесса резания и изнашивания твердосплавных и алмазных резцов. Раскрыты признаки и количественные соотношения износа. Разработана расчетная модель скорости изнашивания резцов из твердого сплава и нитрида бора при обработке заготовок из конструкционных сталей. Приведены свойства кристаллов природных алмазов и особенности изнашивания резцов при обработке металлооптических поверхностей.

Настоящее издание соответствует учебной программе курса «Специальные технологические методы в нанотехнологии». Рассматриваются методы выращивания 2D-наноструктур (нанослоев), 1D-наноструктур (нанонитей) и 0D-наноструктур (наночастиц) с помощью молекулярно-лучевой эпитаксии для их применения в наноприборах радиоэлектронных систем.

Издание содержит основные сведения по физике и биофизике.

В учебном пособии изложены физические процессы в полупроводниковых приборах, их основные свойства, характеристики и параметры, конструктивно-технологические особенности. Рассмотрена схемотехника усилительных каскадов, операционных усилителей, преобразовательных устройств средней и большой мощности.

В пособии изложены общие вопросы физической химии твердых кристаллических веществ, строения оксидов, основы исследования структур кристаллов методом рентгенофазового анализа. На конкретных примерах рассмотрены вопросы синтеза в оксидных системах и регулирования их свойств в присутствии микродобавок. Отдельный раздел посвящен обзору свойств и методов получения наноразмерных порошковых и консолидированных материалов, дано термодинамическое обоснование возможности активирования процессов с участием наночастиц, физико-химических методов исследования состава, структуры и морфологии получаемых продуктов.

Рассмотрены особенности интерференции прямых и обратных волн в невзаимных средах и структурах. Получено уравнение стоячей волны в невзаимных средах. Показано, что невзаимность параметров структур приводит к изменению параметров и характера стоячих волн, в частности, нарушается синфазность колебаний в разнесенных точках пространства, расположенных между узлами.

Получено аналитическое решение задачи расчета фазовых скоростей бегущих волн на поверхности цилиндрической оболочки, одна из кромок которой закреплена, а на вторую действует возмущающая погонная сила. Проанализировано влияние выбора кинематической гипотезы на результаты расчета фазовых скоростей.

Теоретически исследован процесс фотовозбуждения примесных молекулярных ионов D{-}[2] в квазинульмерной структуре с учетом дисперсии радиуса квантовых точек в условиях внешних электрического и магнитного полей. Выявлен дихроизм примесного электрооптического поглощения, связанный с электронной поляризацией D{-}[2] - центра. Показано, что в магнитном поле имеет место "синий" сдвиг края полосы фотовозбуждения, обусловленный динамикой термов.

Теоретически исследован фотодиэлектрический эффект, связанный с возбуждением примесных комплексов A {+} +e в квазинульмерной структуре. В адиабатическом приближении с учетом дисперсии радиуса квантовых точек получено выражение для спектральной зависимости изменения диэлектрической проницаемости. Показано, что поляризуемость комплекса A {+} +e в дипольном приближении определяется средним радиусом квантовых точек и энергией связи дырки локализованной на A {0}-центре. Найдено, что изменение диэлектрической проницаемости наиболее существенно в случае круговой поляризации света. Проанализирована возможность использования фотодиэлектрического эффекта в качестве эффективного механизма воздействия ИК-излучения на распространения субмиллиметровых волн в полупроводниковых структурах.

Рассматривается периодическое гидродинамическое возмущение в пористом пласте, когда движение жидкости подчиняется неравновесному закону фильтрации. Определен вклад временных параметров в релаксационные процессы. Отмечены экстремумы амплитуды давления при прохождении границы областей с различными гидропроводностями через точку наблюдения.

Рассматриваются и обосновываются подходы к отбору и освоению содержания проблематики современных наукоемких технологий в условиях уровневой подготовки педагогических кадров по физике. Особое внимание уделяется отражению в содержании теоретической и экспериментальной подготовки будущих учителей ключевых концептов нанофизики.

Рассматриваются взгляды выдающихся физиков на философию и влияние философии на развитие физической науки.

Словарь-справочник раскрывает содержание свыше 2500 наиболее употребительных научных терминов по всем разделам физики, которые изучаются в высших технических и средних учебных заведениях. Каждому термину посвящена отдельная статья, включающая в себя его определение и наиболее важную информацию по затрагиваемой физической проблеме. Все термины приводятся в их общепринятом произношении и имеют английские эквиваленты. Статьи расположены в алфавитном порядке, некоторые из них дополнены иллюстрациями, облегчающими понимание текста.

Рассмотрены элементы механики сплошной среды и теории теплопередачи применительно к анализу процессов в высоковольтном электрооборудовании. Описаны основные аналитические и численные методы анализа тепловых полей. Приведен ряд примеров анализа конкретных элементов электрооборудования в виде компьютерного практикума.

Рассмотрены элементы квантовой механики, статистической физики, механики сплошной среды и теории теплопередачи применительно к анализу процессов в высоковольтном электрооборудовании и в аппаратуре больших импульсных токов, сильных и сверхсильных магнитных полей. Разделы учебного пособия снабжены упражнениями и задачами для самоконтроля.

Изложены теоретические основы раздела «Основы квантовой механики» курса физики, где приведены сведения по основным понятиям, формулам и законам, а также свойствам изучаемых объектов. В конце каждой темы рассмотрены основные методы и приведены примеры решения типовых задач.

Изложены теоретические основы раздела “Оптика” курса физики, где приведены сведения по основным понятиям, формулам и законам, а также свойствам изучаемых объектов. В конце каждой темы рассмотрены основные методы и приведены примеры решения типовых задач.

В пособии приведены методические указания к лабораторным работам первой части курса физики. Обучение построено по принципу информационных технологий прямого доступа. Каждое указание содержит 25 вопросов, что позволяет компьютеризировать систему допуска и защиты выполненных работ и способствует обучению инновационным технологиям первых этапов изучения физики. Пособие содержит методические указания к 14 лабораторным работам.

В пособии рассмотрены свойства материи, связанные с наличием в природе электрических зарядов, которые определяют возникновение электромагнитных полей. Даны разъяснения основных законов, явлений и понятий электромагнетизма. Рассмотрены законы, связанные с электромагнитными колебаниями и распространением волн. Раскрыты принципы теоретических и экспериментальных исследований электромагнитных волн и связь между оптическими и электромагнитными явлениями. Цель пособия - помочь студентам освоить материал программы, научить активно применять теоретические основы физики как рабочий аппарат, позволяющий решать конкретные задачи, связанные с повышением ресурсоэффективности.

В пособии изложены все разделы курса физической механики, рассмотрены механические колебания и волны, даны разъяснения основных законов и явлений молекулярной физики и термодинамики. Пособие поможет студентам освоить материал программы, научит активно применять теоретические основы физики как рабочий аппарат, позволяющий решать конкретные задачи, связанные с повышением ресурсоэффективности.

В пособии рассмотрено содержание фундаментальных законов электростатики и магнетизма. Даны разъяснения основных законов, явлений, понятий электростатики и магнетизма.

Учебник, классический по построению и содержанию, представляет курс лекций по физике, направленный на выработку у студентов практических навыков использования фундаментальных физических закономерностей для решения профессиональных задач. Основное внимание уделено квантово-механическому описанию свойств ядер, современным представлениям физики элементарных частиц и космологии. Достаточно подробно рассмотрены прикладные вопросы ядерной физики и современные методы физических исследований.

Учебник, классический по построению и содержанию, представляет курс лекций по физике, направленный на выработку у студентов практических навыков использования фундаментальных физических законов для решения профессиональных задач. Основное внимание уделено раскрытию физического смысла геометрической и волновой оптики, поляризации света, современному научному, практическому и технологическому применению оптических явлений. Разработан в рамках реализации Инновационной образовательной программы ТПУ по направлению «Технологии водородной энергетики, энергосбережение и возобновляемые источники энергии».

Учебник посвящен физике квантовых процессов, содержит многочисленные примеры, упражнения и задачи. Основное внимание уделено раскрытию физического смысла квантовой оптики, квантово-механическому описанию свойств атомов, современным представлениям физики конденсированного состояния. Классический по построению и содержанию курс имеет целью выработать у студентов практические навыки использования фундаментальных физических закономерностей для решения профессиональных задач. Учебник разработан в рамках реализации Инновационной образовательной программы ТПУ по направлению «Технологии водородной энергетики, энергосбережение и возобновляемые источники энергии».

В книге рассмотрены реакции фоторождения псевдоскалярных мезонов на нуклонах и p-оболочечных ядрах. В начале изложения приводится связь инвариантной амплитуды фоторождения с удобной для расчётов амплитудой в терминах спиноров Паули. Здесь же даётся обзор современных результатов исследования 4-х реакций фоторождения пионов на нуклонах в области энергий возбуждения первых трёх πN-резонансов. Фоторождение тяжёлых псевдоскалярных мезонов η и η′(958) рассматривается в изобарной модели, которая отличается от моделей теоретических групп MAID и SAID. На основе оболочечной модели и импульсного приближения представлено исследование фоторождения мезонов на ядрах, в реакциях, сопровождающихся ядерными парциальными переходами. Показано, что эти реакции можно использовать как «сито» для выделения разных частей амплитуд процессов γN→Nπ, γN → Nη, γN → N η′, которые невозможно изучать в процессах их фоторождения на нуклонах. Для обнаружения и исследований мезоядер рассмотрена модель образования η-мезонных ядер фотонами, которую автор предложил ещё в 1987 году. Большое место уделено изучению свойств будущих η-мезонных ядер. Получены важные результаты. Рассчитанные сечения фоторождения η-ядер оставляют надежду на возможность обнаружения и экспериментального исследования η-мезонных ядер.