Физика. Астрономия

Методические указания содержат краткие теоретические сведения об особенностях структуры и физических свойств по толщине наноэлементов и нанопокрытий, а также о структуре и размерах областей, входящих в зону их границ. Описываются методы проектирования многослойных нанопокрытий, методы определения твердости нанопокрытий, методы определения функций зависимости средней твердости покрытий по известной функции распределения твердости по толщине покрытия, а также методы восстановления функции изменения твердости слоя покрытия по экспериментальным данным. Кроме того, описываются методы проектирования многослойных покрытий с максимальным значением средней твердости. Приводятся варианты заданий для каждой части комплексного задания, предлагаемого студентам на практических занятиях.

В учебном пособии изложены теоретические и прикладные вопросы аэродинамики и динамики полета самолетов и вертолетов гражданской авиации. Основное внимание уделено объяснению физической сущности явлений и процессов, в наибольшей мере влияющих на безопасность полета. Рассмотрены основные режимы полета воздушных судов, их летно-технические характеристики, характеристики устойчивости, управляемости и балансировки, влияние на них эксплуатационных факторов и особые случаи в полете. Даны конкретные рекомендации пилоту по влиянию различных факторов на летные ограничения и обеспечение безопасности полета. Особо следует отметить хорошо освещенные и важные вопросы наземного и технического обслуживания воздушных судов, а также вопросы метеорологического обеспечения полетов гражданской авиации.

В журнале публикуются оригинальные экспериментальные, теоретические, обзорные статьи фундаментального и прикладного характера по актуальным проблемам материаловедения, физики конденсированного состояния, химии твердого тела, инновационным технологиям для наукоемких отраслей промышленности. ​Основная цель журнала — популяризация научных достижений и исследований в области разработки, создания, получения и обработки новых материалов для различных отраслей науки и промышленности. Задачи журнала: предоставление актуальной информации о результатах фундаментальных и прикладных научных исследований в области материаловедения и свойств неорганических материалов, разработки технологий их получения и методов анализа; предоставление ученым возможности публиковать результаты своих работ.

В учебном пособии изложена теория распространения ЭМВ в различных линиях передач. Подробно исследованы различные граничные условия в волноведущих структурах и основные соотношения описывающие процессы переноса микроволновой мощности в некоторых наиболее известных волноводных структурах различных типов, а также линиях передачи полоскового типа. В учебном пособии также имеются контрольные вопросы для проверки уровня освоения материала.

В учебном пособии излагаются основы теории курса «Экспериментальные методы ядерной физики». Приведены основные формулы и выражения для расчетов по теме «Прохождение частиц ядерного излучения через вещество». Представлен пример комплексного решения актуальной задачи физика-экспериментатора на примере действующей электрофизической установки. Сформулирован ряд задач по курсу «Экспериментальные методы ядерной физики» для самостоятельного решения. Книга содержит краткие справочные данные о свойствах веществ и материалов, актуальные для решения большинства задач по курсу.

В пособии рассмотрены примеры расчета электрических цепей (как линейных, так и нелинейных) с помощью энергетического подхода методами классического вариационного исчисления, а также приведены примеры решения задач нелинейной электротехники методами численного интегрирования дифференциальных уравнений Дуффинга, описывающих исходные электрические схемы с нелинейными реактивными элементами. Кроме того, рассмотрены нелинейные задачи, которые решаются с помощью кубических сплайнов. Во всех примерах использованы конкретные значения элементов, из которых составлены электрические схемы.

В учебном пособии даны базовые понятия и методы расчета сопротивления материалов, рассмотрены примеры технической реализации ряда микромеханических систем. Приведены примеры расчета напряженно-деформированного состояния балочных упругих элементов. Пособие поможет студенту выполнять расчеты и оценивать полученные результаты.

Содержит теоретический материал и описания лабораторных работ по разделу общего курса физики «Проводники и диэлектрики в электростатическом поле». Описания лабораторных работ включают порядок их выполнения, методику расчета и обработки результатов проведенного эксперимента.

В учебном пособии представлены основные правила оформления чертежей деталей, сборочных чертежей и спецификаций, рассмотрены правила выполнения отдельных элементов чертежей.

В книге рассмотрены вопросы практического применения ПЛИС фирмы «Altera» при разработке цифровых устройств. Приведены краткие сведения об особенностях архитектуры и временных параметрах устройств. Рассмотрены САПР MAX+PLUS II и Quartus, языки описания аппаратуры AHDL, VHDL, VERILOG HDL. Приводятся примеры описания цифровых устройств на языках высокого уровня, а также примеры реализации некоторых алгоритмов. Приведены сведения о современных интерфейсах передачи данных, даны рекомендации по разработке печатных плат. Цель книги — помочь начинающему разработчику в выборе элементной базы и дать представление о технологии проектирования устройств на ПЛИС.

Рассмотрены методы расчёта характеристик и параметров движения механических систем и конструкций как основа для анализа их динамической прочности по методу конечных элементов. Изложена теория колебаний автономных консервативных и диссипативных систем с одной степенью свободы. Передаточные функции и частотные характеристики получены с использованием собственного времени системы и безразмерной частоты возбуждения. Движение неавтономных систем с конечным числом степеней свободы описано методом разложения его по формам главных колебаний. Изложение сопровождается большим числом примеров. Часть материала вынесена в упражнения. Выкладки, примеры, задачи и упражнения сопровождены текстами Maple-программ.

Рассмотрены различные виды ультразвуковых колебательных систем и их классификация. Описан механизм влияния ультразвука на свойства сталей и сплавов, а также полимерных композиционных материалов. Представлена методика проектирования и расчета волноводной системы.

Издание по структуре, содержанию и методике ориентировано на изучение дисциплины «Прикладная механика» согласно действующим стандартам и нормативным данным, принятым в практике конструирования. Содержит теоретический материал, лабораторные работы, а также примеры выполнения курсового проекта по прикладной механике.

Письма в Журнал технической физики основаны в 1975 году и по своему содержанию служат аналогом американского журнала Applied Physics Letters. Журнал предназначен для срочной публикации кратких статей о последних достижениях в области физики, имеющих перспективу технического применения. Публикация в Письмах в ЖТФ не только не исключает, но и предполагает публикацию развернутых работ на ту же тему как в ЖТФ, так и в соответствующих специализированных журналах (Физика твердого тела, Физика и техника полупроводников, Радиотехника и электроника, Физика плазмы, Квантовая электроника и др.). Поэтому тематика публикуемых Письмами в ЖТФ статей шире тематики ЖТФ.

В книге представлены результаты исследований бинарных систем твердых растворов на основе мультиферроиков феррита висмута, феррониобата свинца и манганита висмута. При помощи современных методов исследований получены данные о кристаллической и зеренной структуре, пиросегнетоэлектрических, диэлектрических, магнитных и магнитоэлектрических свойствах полученных соединений. Рассматриваются вопросы практического применения разработанных материалов.

Рассмотрены аппаратурные и геофизические эффекты, являющиеся источниками погрешностей навигационных измерений в глобальных навигационных спутниковых системах. Приведены подробные математические модели измерений ГЛОНАСС и GPS, а также их линейные комбинации, используемые в режиме высокоточного абсолютного местоопределения и в других режимах. Описаны методы компенсации соответствующих систематических смещений, приведены численные оценки и модели. Уделено внимание особенностям обработки высокоточных, но неоднозначных псевдофазовых измерений, использование которых является одним из ключевых факторов достижения сантиметровой точности определения координат потребителя.

Рассмотрены основные сведения из разделов дисциплины «Сопротивление материалов», относящихся к вопросам расчета на прочность и устойчивость статически определимых и статически неопределимых стержневых систем. Приведены решения задач и задания для самостоятельной работы.

В этой книге затронуты вопросы взаимосвязи физико-химических явлений в окружающей среде с изменениями климата и экологической ситуации на Земле, что определяет междисциплинарность ее содержания. Показана важнейшая роль взаимодействий на межфазных границах минерал/вода в процессах формирования и выветривания горных пород, в миграции химических элементов и веществ. Многочисленные практические примеры реальных природных экосистем и регионов, а также предлагаемые задачи помогают лучше понять необходимость тщательного изучения физико-химического аспекта биогеохимических процессов на уровне наноразмерных структур, без чего невозможно создание глобальной сети экологического мониторинга.

Рассмотрены теоретические основы, принципы организации и цели управления процессами производства, передачи, распределения электрической энергии в электроэнергетической системе, а также ее использования потребителями. Показаны элементы электроэнергетической системы, обеспечивающие протекание указанных процессов. Приведены особенности протекания процессов производства и передачи электрической энергии при реализации целей управления. Представлены инженерные методы расчета режимов электроэнергетической системы, даны численные примеры расчетов и теоретические пояснения к ним.

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. Учебное пособие может быть использовано для изучения курса «Введение в направление», а также при подготовке к изучению теоретических основ электротехники. Пособие может быть также полезно студентам других специальностей, изучающим общую электротехнику.

В первом томе комплекса учебников «Прикладная механика сплошных сред» приведены основные элементы векторного и тензорного анализа, необходимые и достаточные для изучения краткого курса «Основы механики сплошных сред», излагаемого с помощью математического аппарата тензорного исчисления. Рассмотрены понятия и соответствующие физические величины, используемые для описания движения и состояния материального континуума. Выводятся уравнения и соотношения, справедливые для описания поведения любых сплошных сред независимо от их агрегатного состояния и физико-механических свойств. Описаны основные реологические модели сплошных сред и приведены соответствующие физические соотношения. Даны общие принципы постановки задач механики сплошных сред и примеры постановки ряда практических задач. В приложении приведены примеры решения типовых задач. В основу учебника положен материал лекций, читаемых авторами студентам МГТУ им. Н.Э. Баумана.

В третьем томе комплекса учебников серии «Прикладная механика сплошных сред» изложены вопросы использования разностных методов вычислительной математики применительно к задачам физики быстропротекающих процессов. Рассмотрены фундаментальные понятия теории разностных схем, представлены основные сеточные конечно-разностные методы, численный метод характеристик, конечно-разностные методы семейства частиц в ячейках. Приведены постановки, алгоритмы численного решения и результаты решения ряда одномерных и двумерных нестационарных задач при использовании лагранжевых, эйлерово-лагранжевых и эйлеровых методов. Обсуждены проблемы технологии проведения вычислительного эксперимента и приведены примеры, демонстрирующие возможности численного моделирования как инструмента исследования быстропротекающих процессов. Материал учебника предназначен для первоначального ознакомления учащихся высших технических учебных заведений с теорией разностных схем и основами практического использования численных методов при решении задач физики взрыва и механики высокоскоростного соударения различных деформируемых тел и сред. В основу учебника положен материал лекций, читаемых авторами студентам МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Во втором томе комплекса учебников серии «Прикладная механика сплошных сред» изложены современные представления о процессе разрушения деформируемого твердого тела в условиях статического, динамического и ударно-волнового нагpужения. Систематизированы основные феноменологические модели статического, динамического и ударно-волнового разрушения деформируемого тела - от физического представления процессов деформирования и разрушения тела до детального описания хрупкого и вязкого разрушения с позиций микро- и макроразрушений. Рассмотрены проблемы прочности тела при деформировании, а также вопросы образования и распространения трещин в хрупких и пластичных материалах. Даны основы механики рассеянных повреждений и линейной механики разрушения. Подробно описаны процессы распространения ударных волн и волн разрежения в твёрдых телах, механика и морфология высокоскоростного деформирования и разрушения материалов при ударно-волновом нагpужении. В основу учебника положен материал лекций, читаемых автором студентам МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Предназначено для самостоятельной проработки студентами дисциплины «Тепломассообмен». Рассмотрены физические принципы работы и конструктивные особенности современных испарительно-конденсационных теплообменников, обладающих высокой теплопередающей способностью. Такие устройства используются в энергетических установках для управления тепловыми потоками, термостабилизации объектов различного назначения. Акцентировано внимание на построении новых принципиальных схем испарительно-конденсационных теплообменников, использующих: эксергетические ресурсы парового потока для интенсификации теплопереноса; влияние электромагнитных полей; массовых и центростремительных сил для достижения максимального теплопереноса.

Книга содержит результаты исследований пироэлектрических, диэлектрических и флексоэлектрических свойств сегнетоэлектриков и мультиферроиков. Приведены примеры использования сегнетокерамических материалов в пьезоэлектрических преобразователях энергии и рассмотрены конструктивные особенности преобразователей консольного типа. Книга посвящается 50-летнему юбилею со дня основания Научно-исследовательского института физики Южного федерального университета.

В пособии изложены основы расчетов и конструирования электромеханических приводов механизмов общемашиностроительного применения в соответствии с современными требованиями в области использования системы автоматизированного проектирования «Компас–3D». Представлены справочные таблицы и нормативные данные, принятые в практике конструирования.

Издание представляет собой учебно-методическое пособие для выполнения лабораторных работ по курсу общей физики (раздел «Прикладная оптика»). В пособии уделяется внимание корректному определению понятий и явлений, их взаимосвязям, возникающим при изучении различных оптических явлений. При выборе тематики лабораторных работ предпочтение было отдано наиболее простым физическим моделям, допускающим количественное описание при минимальном знакомстве с математическим аппаратом. Учебное пособие поможет студентам сформировать представление об оптических явлениях, лежащих в основе работы современных оптических систем и приборов. Сборник содержит описания лабораторных работ и необходимый теоретический материал для их выполнения. Материал представлен в форме, удобной для самостоятельной работы студентов.

В монографии рассматривается проблема повышения качества функционирования линий электропередачи высокого напряжения. Излагаются научно-технические основы кондуктивных низкочастотных электромагнитных помех, обусловленных нарушениями качества электроэнергии. Рассматриваются алгоритмы расчётов этих помех. С системных позиций анализируются результаты экспериментальных исследований электромагнитной обстановки в сетях от 6 до 220 кВ. Представлена концепция повышения качества функционирования линий электропередачи.

В настоящем учебном пособии, состоящем из двух книг, приведён материал, входящий в состав программы курса «Квантовая механика и статистическая физика». В первой части пособия рассматриваются основные положения квантовой механики и теория колебаний различного типа в объёме кристаллических структур диэлектриков, полупроводников и металлов. Рассмотрены также кинетические процессы в различных твердотельных кристаллических структурах, применяемых в полупроводниковой радиоэлектронике. В учебном пособии также имеются контрольные вопросы для проверки уровня освоения материала и справочные базовые соотношения операторного исчисления.

Методические указания содержат работы для студентов по курсу «Биомеханика», описание и последовательность их выполнения. Приводятся необходимые теоретические сведения, которые могут быть использованы студентами при выполнении работы. Использование данного практикума может способствовать лучшему освоению программного материала, обеспечит формирование у бакалавров подхода к использованию биологических и физических методов при решении профессиональных задач в области биомедицинских технологий.

В книге собраны самые популярные лекции знаменитого австрийского физика-теоретика, одного из создателей квантовой механики, прочитанные им в разные годы. В первой части Шрёдингер с позиций теоретической физики обсуждает общие проблемы физического подхода к различным явлениям жизни, причины макроскопичности, многоатомности организма, механизма наследственности и мутаций. Вторая часть включает лекции, описывающие положение дел в физике, сложившееся в результате постепенного развития науки к середине 50-х годов XX века, раскрывающее отношение Шрёдингера к научным достижениям как к стремлению человека познать свое место во вселенной. В третьей части автор затрагивает вопросы о роли науки в жизни человека, ценности научного знания и этики преподавателя; вопросы отношения разума и материи, формы и содержания, отличий представлений современной физики от взглядов ученых эпохи «доквантовой физики».

В пособии представлены поурочные разработки по курсу «Физика» для 10 класса, составленные в соответствии с требованиями ФГОС. Порядок тем соответствует учебнику Г.Я. Мякишева, М.А. Петровой, входящему в действующий федеральный перечень учебников. Здесь педагог найдет весь необходимый материал для полноценного проведения уроков физики в 10 классе. В издании кроме сценариев уроков приведены методические советы и рекомендации, контрольные работы по каждому разделу, тестовые и проверочные работы. Подробно разобраны лабораторные работы, ход экспериментов, решение задач. Подходит к учебникам «Физика» в составе УМК Г.Я. Мякишева, М.А. Петровой 2019–2021 гг. выпуска.

Подробные поурочные разработки ориентированы на учителей, работающих с учебником А.В. Перышкина (М.: Дрофа), и содержат весь необходимый материал для полноценного проведения уроков физики в 9 классе. В издании кроме сценариев уроков приведены методические советы и рекомендации, разноуровневые контрольные работы по каждому разделу, тестовые и проверочные работы. Подходит к учебникам «Физика» в составе УМК А.В. Пёрышкина, Е.М. Гутник 2015–2018 гг. выпуска.

Подробные поурочные разработки ориентированы на учителей, работающих с учебником А.В. Перышкина (М.: Дрофа) и содержат весь необходимый материал для полноценного проведения уроков физики в 8 классе. В издании кроме сценариев уроков приведены методические советы и рекомендации, разноуровневые контрольные работы по каждому разделу, тестовые и проверочные работы. Подходит к учебникам «Физика» в составе УМК А.В. Пёрышкина 2012–2018 гг. выпуска.

Подробные поурочные разработки ориентированы на учителей, работающих с учебником А.В. Перышкина (М.: Дрофа), и содержат весь необходимый материал для полноценного проведения уроков физики в 7 классе. В издании кроме сценариев уроков приведены методические советы и рекомендации, разноуровневые контрольные работы по каждому разделу, тестовые и проверочные работы. Подходит к учебникам «Физика» в составе УМК А.В. Пёрышкина 2012–2018 гг. выпуска.

В книге учитель сможет найти все необходимые для подготовки и проведения полноценных уроков материалы: подробные планы уроков, методические советы и рекомендации, контрольные и лабораторные работы, тестовые и проверочные задания, демонстрационные эксперименты. Пособие содержит полный комплект поурочных планов, соответствующих учебникам физики для 11 класса Г.Я. Мякишева, Б.Б. Буховцева (М.: Просвещение) и В.А. Касьянова (М.: Дрофа). Полноценно может использоваться с разными учебными комплектами, предоставляя педагогу возможность вариативного освещения тем курса. Подходит к учебникам: «Физика (базовый и профильный уровни)» в составе УМК Г.Я. Мякишева, Б.Б. Буховцева 2004–2014 гг. выпуска; «Физика» в составе УМК В.А. Касьянова 2004–2007 гг. выпуска.

Предназначено для самостоятельной проработки студентами дисциплины «Физико-химические основы нанотехнологий». Приведено описание методов и средств поиска литературных источников, рассмотрены принципы и структура составления реферата и оформления презентации. Указаны основные требования к оформлению и представлению реферата, а также к защите и оценке работы на мини-конференциях.

Дано описание общей последовательности процессов микротехнологии на примерах производства интегральных микросхем и кремниевого микродатчика давления. Рассмотрены основные этапы получения кремниевых монокристаллических пластин, ключевые операции микротехнологии — изготовление кремниевых пластин, оксидирование. Акцентировано внимание на взаимосвязи между свойствами материалов, структуры, устройством и электрическими характеристиками микроструктур. Рассмотрены физико-химические модели и методы анализа качества технологических процессов микротехнологии.

Приведены основы термометрии, последовательность подготовки к измерению температуры на практике, а также рекомендации к определению и коррекции погрешности измерений. Предназначено для формирования у обучающихся системных знаний по проведению измерений температуры и обработке полученных данных.

Представлены методы и алгоритмы планирования температурных измерений, предназначенных для последующего определения характеристик теплопереноса частично прозрачных пористых материалов. Приведены примеры использования алгоритмов решения задач, рассмотрены результаты их применения при планировании температурных измерений на этапе подготовки стендовых тепловых испытаний образцов теплозащитных материалов и элементов теплонагруженных конструкций.

Рассмотрены примеры решения типовых задач по теме «Статика». Приведены варианты задач домашнего задания.

Представлены примеры выполнения и варианты курсового задания по теме «Плоская статика» дисциплины «Теоретическая механика». Методические указания могут быть полезны и при изучении других разделов механики (решение задач статики).

В статье рассмотрен процесс проектирования на раннем (предэскизном) этапе электромеханического привода подъемной платформы, представляющего собой совокупность асинхронного частотно-регулируемого электрического двигателя, двухступенчатого эвольвентного косозубого зубчатого редуктора и рычажного механизма ножничного типа. На предварительном этапе проектирования электромеханического привода подъемной платформы определялась его структура, виды входящих в ее состав двигателей и механизмов, а также основные технические характеристики привода. В частности, определялись параметры рычажного механизма (геометрические и массо-инерционные характеристики), зубчатого редуктора (геометрические параметры, модули, числа зубьев, передаточные числа), осуществлен выбор электродвигателя, проведен расчет кинематических и силовых характеристик, динамическое исследование привода. Предварительное проектирование было осуществлено с использованием программы Mechanic. В результате предпроектного исследования было сформировано схемно-конструктивное решение подъемной платформы и электромеханического привода, определены основные их технические характеристики. В результате было доказано, что использование программы Mechanic может быть эффективно применено на начальных этапах проектирования подъемной платформы и различных подъемно-транспортных механизмов и машин.

Материал учебного пособия предназначен для отработки навыков практического применения знаний по дисциплине «Прикладная механика» и рекомендован студентам очной и заочной форм обучения всех механических и немеханических направлений, осваивающим дисциплину «Прикладная механика» в объёме 5 зачетных единиц (180 ч).

Учебное пособие по структуре, содержанию и методике ориентировано на изучение дисциплины «Прикладная механика» согласно действующим стандартам. Содержит справочные таблицы и нормативные данные, принятые в практике конструирования. Приведен пример выполнения курсового проекта по прикладной механике, даны тестовые задания.

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.

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.

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