Скачать книги категории «Физика»

В начале XX века в физике, имевшей уже к тому времени возраст около двух тысячелетий, возникло новое направление – квантовая физика. Это была физика микромира, т. е. наука о свойствах тех элементарных частиц, из которых состоит на микроскопическом уровне любое макроскопическое вещество. Квантовая физика качественно отличается своими основными постулатами и законами от физики вещества, находящегося в макроскопических состояниях, – от классической физики и классического естествознания. Это различие квантовой и классической физики объективно отражает различие физических свойств вещества, проявляющихся на микроскопическом и макроскопическом уровнях исследования. Сейчас, в начале XXI века, квантовая физика доминирует среди других разделов физики по значению получаемых новых результатов как для науки в целом, так и для современных техники и технологий. Поэтому ознакомление с основами квантовой физики необходимо любому молодому человеку, оканчивающему среднюю школу, или начинающему студенту, если он собирается посвятить свою жизнь физике, астрофизике, химии, электронике или современной технике.

Представлены принципы фликкер-шумовой спектроскопии (ФШС) – общего феноменологического подхода к анализу сигналов разной сущности (временных рядов, профилей шероховатостей поверхности, хаотических спектров и т.д.) и извлечению информации, содержащейся в совокупности «резонансных» и «хаотических» составляющих исследуемых сигналов. Подробно описана сущность ФШС-подхода, основанного на представлениях о необратимости пространственно-временной эволюционной динамики открытых сложных систем на всех уровнях иерархии. Возможности метода демонстрируются на примерах приложений к задачам физики, радиофизики, астрофизики, геофизики, физической химии, медицины. Для физиков, химиков и биологов, интересующихся проблемами динамики сложных систем и анализа информационной сущности хаотических сигналов. Издание осуществлено при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований по проекту 07-02-07027

Книга посвящена изложению основ звездной фотометрии и спектрофотометрии. Рассматриваются основные типы приемников излучения, применяемых в астрономии, и влияние земной атмосферы на прохождение излучения. Обсуждаются распределение энергии в спектрах звезд основных спектральных типов и важнейшие многоцветные фотометрические системы. Представлены методы проведения астрофотометрических наблюдений и их обработки. Книга рассчитана на астрономов и астрофизиков, аспирантов и студентов старших курсов соответствующих специальностей, а также на физиков, интересующихся методами звездной фотометрии и спектрами звезд. Издание осуществлено при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований по проекту 07-02-07010

Книга посвящена проблемам моделирования турбулентных потоков газа, несущих дисперсную примесь в виде твердых частиц. Особое внимание уделено рассмотрению различных столкновительных процессов («частица–частица», «частица–стенка», «частица–тело»), имеющих место в гетерогенных потоках. С использованием большого массива экспериментальных и численных данных предложены и верифицированы безразмерные критерии, отвечающие за наличие и интенсивность указанных взаимодействий. Детально рассмотрены характеристики турбулентных гетерогенных течений в каналах (трубах), а также вблизи обтекаемых тел и в пограничных слоях. Описаны и проанализированы результаты физического и математического моделирования потоков газа с твердыми частицами, полученные в последние годы как российскими, так и зарубежными исследователями. Для научных работников, занимающихся исследованиями газодинамики и тепломассообмена многофазных потоков, а также преподавателей, аспирантов и студентов высших учебных заведений.

В книге изложены результаты экспериментальных исследований механизмов возникновения неустойчивого режима горения в модельных камерах сгорания. Рассмотрены механизмы излучения звуковых колебаний модулированным зарядом, вопросы диагностики и управления неустойчивостью горения с помощью электрических полей и разрядов специального вида. Приведены данные по управлению устойчивостью горения, скоростью горения преддетонационными процессами при переходе медленного горения в детонацию. Для студентов старших курсов, преподавателей и научных сотрудников.

В монографии последовательно изложена теория магнитных конфигураций для долговременного удержания горячей плазмы, оптимальных в смысле минимизации неоклассических потерь заряженных продуктов термоядерной реакции и вторичных плазменных токов и максимизации параметра «бета» по равновесию при сохранении «токамачного» уровня удержания плазмы. Обсуждается классификация оптимальных ловушек по различной «глубине» симметрии (обычная, квазисимметрия, псевдосимметрия) и двум топологическим типам этих симметрий (тороидальная и полоидальная). Используются формулировки, одинаково применимые ко всем типам ловушек: открытым и замкнутым, с вращательным преобразованием и без него, с током и без тока. Приведены примеры конкретных ловушек в ретроспективе, позволяющие наглядно проследить развитие термоядерных исследований в соответствии с предложенной классификацией. Книга адресована студентам старших курсов, аспирантам, преподавателям, инженерам, научным работникам в области физики плазмы и управляемого термоядерного синтеза, широкому кругу специалистов в смежных областях. Издание осуществлено при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований по проекту 08-02-07005

В книге рассматриваются вопросы разработки методов воспроизведения в лабораторных экспериментах условий орбитального полета по скорости набегающих на летательный аппарат потоков заряженных и нейтральных частиц, их концентрации и температуре и исследования в таких потоках характеристик приборов, например ионных датчиков ориентации. Освещен один из недавно разработанных методов улучшения характеристик взаимодействия набегающих потоков с поверхностью конструкционных материалов с помощью ионной технологии. Приведены результаты экспериментов по определению реальных возможностей применения электрических разрядов как форм создания низкотемпературной плазмы для снижения волнового сопротивления летательных аппаратов при значениях коэффициента сопротивления и статических давлений, которые представляют интерес для авиационных приложений. Книга рассчитана на специалистов, работающих в области прикладной и физической газовой динамики, связанной с применением потоков разреженной низкотемпературной плазмы и неравновесных разрядов, аспирантов и студентов, специализирующихся в данной области. Издание осуществлено при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований по проекту 12-01-07026, не подлежит продаже

Приведены результаты систематизации исследований конвективного теплообмена летательных аппаратов на атмосферном участке полета, в том числе с учетом влияния трехмерности течения, неравновесных физико-химических процессов в газе и на поверхности аппарата, ламинарно-турбулентного перехода пограничного слоя. Изложены постановки и методы решения основных задач теплообмена как в рамках теории пограничного слоя, так и с использованием общих уравнений Навье–Стокса, особенности экспериментального определения тепловых нагрузок на моделях летательных аппаратов в аэродинамических трубах. Представлены многочисленные примеры апробации расчетных методов, в том числе на основе сравнения с данными трубных и летных экспериментов. В ряде случаев получены полезные для инженерной практики аппроксимационные зависимости для оперативных расчетов тепловых потоков. Книга рассчитана на специалистов, работающих в аэрокосмической промышленности, студентов и аспирантов соответствующего профиля.

В монографии рассматриваются проблемы электрофизики ионосферы, связанные с методами и технологиями исследования состояния ионосферной плазмы при помощи средств космического томографического радиомониторинга. Излагаются современные и перспективные методики спутниковой лучевой радиотомографии, проводится анализ аппаратно-программных средств бортового и наземного базирования, используемых при восстановлении вертикальных разрезов электронного содержания ионосферы. Предложен оригинальный способ глобального радиотомографического зондирования с применением кластеров малогабаритных космических аппаратов. Обобщен более чем десятилетний опыт исследований, проведенных авторами в рамках Федеральной космической программы, ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009–2013 гг.», а также при выполнении грантов РФФИ и международных проектов. Книга предназначена студентам старших курсов, аспирантам и научным работникам, специализирующимся в области прикладных задач электрофизики, дистанционного аэрокосмического зондирования и геофизики. Рецензенты: С. А. Пулинец, доктор физико-математических наук, профессор А. С. Селиванов, доктор технических наук, профессор.

В монографии исследованы симметричные и несимметричные отрывные течения и их перестройка около пар тел различной формы в широком диапазоне чисел Маха и Рейнольдса. Дан анализ нестационарных отрывных течений около различных тел (сфера, торец, конус), впереди которых установлена невращающаяся или вращающаяся игла с плоским насадком на конце (клин, пластина). Представлены результаты исследования отрывных течений в области взаимодействия колеблющегося вдоль потока с заданной частотой и амплитудой скачка уплотнения (различной интенсивности) с пограничным слоем на пластине при ламинарном, переходном и турбулентном режимах обтекания. Рассмотрены отрывные течения около пар тел при разгоне, торможении и дискретном изменении чисел Маха потока на до-, транс- и сверхзвуковых режимах. Результаты вышеперечисленных фундаментальных исследований широко используются в промышленных испытаниях новых образцов авиационно-космической техники и артиллерийского вооружения. Издание осуществлено при финансовой и организационной поддержке ФГУП «Центральный аэрогидродинамический институт» им. профессора Н.Е. Жуковского.

В монографии приводятся результаты исследований, выполненных в последние годы на кафедре гидравлики, которые направлены на уточнение основополагающих представлений о факторах, определяющих структуру водных потоков в жестких и деформируемых границах. Приводятся аналитические и экспериментальные результаты исследований течения в вязком подслое, которые учитывают нестационарный характер развития вязкого течения, перемежающегося с периодами турбулентного течения. Эти принципиально важные особенности позволяют существенно скорректировать расчеты теплообмена, размыва русловых отложений, гидравлического сопротивления и распределения скоростей в водных потоках при разных граничных условиях.

Рассмотрены основные пульсационные характеристики турбулентности, когерентные структуры, приведены теоретические подходы к описанию турбулентных течений, проанализирована обоснованность использованных гипотез, ограничения теоретических подходов, возможности аналитического и численного решения гидравлических задач. Приведены уточненные зависимости для распределения скоростей по сечению напорных и безнапорных потоков.

Рассмотрены вопросы взаимодействия водного потока с размываемым руслом, детально проанализированы особенности движения частиц руслового грунта при размыве, представлены новые, оригинальные материалы по развитию внутрирусловых образований на начальной стадии взаимодействия потока и русла и их влияния на кинематические характеристики течения.

Приведены результаты выполненных исследований по осаждению частиц различной формы мелкодисперсных взвесей. Проанализированы условия стратификации потоков, переносящих мелкодисперсную взвесь. Определены критериальные условия хлопьеобразования и структуризации, приводятся зависимости для определения транспортирующей способности потоков, переносящих мелкую взвесь, и распределения взвеси в толще потока.

Наряду с новыми материалами в монографии рассматривается также ряд вопросов классической гидравлики, важных для решения задач движения водных потоков в жестких и деформируемых границах.

В монографии скальная порода рассматривается как дискретное композитное тело природного образования. Основой расчёта напряжённо-деформированного состояния являются методы механики сплошной среды разного уровня сложности.

Излагаются методы определения эффективных характеристик механических свойств – коэффициентов уравнений механики сплошной среды, описывающих деформационное поведение скальной породы. Рассматриваются решения, содержащие эффективные характеристики, полученные при различных условиях, от простейших до математически обоснованных, близких к решению исходных задач.

На основе асимптотического метода усреднения дифференциальных уравнений с быстро осциллирующими коэффициентами разрабатывается корректный переход от деформационных и прочностных характеристик фрагментов скальной породы к деформационным и прочностным характеристикам массива в целом. Излагается техника асимптотического метода (процедура усреднения). Показываются возможности метода в применении к трещиноватым и слоистым скальным породам. Обобщаются решения классических задач и решаются практические задачи напряжённо-деформированного состояния и устойчивости сооружений.

Книга предназначена для механиков, специалистов, чья деятельность связана с механикой скальных пород, и студентов соответствующих специальностей.

В монографии рассматриваются многоуровневые дискретные и дискретно-континуальные реализации вариационно-разностного метода в приложениях к решению актуальных задач строительной механики, механики деформируемого твердого тела и математической физики. Представляемые подходы основаны на использовании современных математических средств, в частности элементов функционального анализа, теории обобщенных функций и численных методов, адекватных текущему уровню развития компьютерной техники. Книга предназначена для научных и инженерно-технических работников, аспирантов, докторантов и студентов технических вузов.

В работе рассмотрены вопросы диагностики неоднородностей водной среды с использованием гидроакустической параметрической антенны. Неоднородности водной среды при этом имеют геометрически правильную форму: сферы, цилиндра и сфероида. Теоретически и экспериментально исследуются волновые процессы, происходящие при рассеянии на сфере, цилиндре и сфероиде нелинейно взаимодействующих плоских акустических волн. Сформулированы постановки задач рассеяния, с помощью метода последовательных приближений получены решения неоднородного волнового уравнения в первом и втором приближении. Получены выражения для высокочастотных спектральных составляющих вторичного поля акустического давления, построены расчетные диаграммы рассеяния акустического давления, проведен анализ и сравнение высокочастотных асимптотических выражений и диаграмм рассеяния. Рассмотрены также вопросы трехмерного моделирования волновых процессов. Книга предназначена научным работникам и специалистам в области нелинейной акустики и акустики океана, а также может быть полезна аспирантам и студентам, специализирующимся в данных областях.

Авторы разработали методы эволюционного и модуляционных уравнений для исследований распространения и устойчивости линейных и нелинейных волн в сплошных средах со сложной структурой. Рассматриваются среды: твердая с полостями, дисперсная предварительно деформированная, твердая с порами, заполненными электропроводящей и неэлектропроводящей жидкостью, магнитоупругая, пьезополупроводники, кристаллы с дислокациями, композиты с включениями, электропроводящая несимметричная жидкость, смесь газа с капельной жидкостью. Рассмотрено распространение лазерного луча через двухуровневую среду. Показано существование солитонообразных волн, найдены условия устойчивости волн. Изучены пучки, условия их фокусирования, самофокусирования (дефокусирования), условия модуляции или самомодуляции волн, другие эффекты. Рассмотрены резонаторы и интерферометры различных типов. В линейной постановке исследовано отражение волны от шероховатой поверхности. Для научных и инженерно-технических работников, студентов и аспирантов, специализирующихся в области механики сплошных сред, физической акустики, физики конденсированного состояния. Отдельные главы могут оказаться полезными сейсмологам, геофизикам, метеорологам и специалистам по физике Земли, сейсмостойкому строительству, акустоэлектронике.

Подведены итоги изучения парапроцесса и сопутствующих ему явлений: «обменной» магнитострикции, магнитокалорического эффекта и магнитосопротивления в ферримагнетиках в области точки Кюри Тс и в некоторых из них при низких температурах (например, в феррите-гранате гадолинии). Эти явлении, по сравнению с ферромагнетиками, носят очень сложный характер. Причина этого – различие подрешеток (действие «сильной» подрешетки на «слабую»), вследствие чего в них возникает «однонаправленная обменная анизотропия», вызывающая аномальные эффекты парапроцесса. Для научных работников, аспирантов и студентов, интересующихся проблемами магнетизма. Табл. 1. Ил. 49. Библиогр. 131 назв.

Книга посвящена проблеме определения параметров движения динамических систем по данным измерений, изучение которой имеет многовековую историю. Современные методы исследования проблемы (исклассический подход) достигли к настоящему моменту определенных успехов и представлены значительным числом школ и направлений. Рассматриваемое направление (начатое М.Л. Лидовым) своей основной целью считает решение прикладных вопросов, т.е. доведение полученных результатов до практического воплощения, или, более точно, согласование результатов проектных работ с результатами реальных экспериментов. На примере задачи определения параметров движения космического аппарата по данным наземных измерений специалист, связанный с решением практических задач, может проследить последовательные этапы аксиоматизации, открывающие дорогу таким математическим дисциплинам, как выпуклый анализ, теория приближений, оптимальное управление, теория групп, теория многокритериальных задач и т.д. Для специалиста с теоретической направленностью книга может послужить дальнейшим стимулом для совершенствования теории оптимального оценивания и планирования, поскольку в ней очерчены нерешенные проблемы, а также ряд вопросов, требующих дальнейшего обобщения и уточнения.

Книга посвящена методу уравнения Греда–Шафранова, позволяющему на достаточно простом языке описывать идеальные осесимметричные стационарные течения, которые могут иметь место у самого широкого класса астрофизических объектов. Для студентов и аспирантов вузов, обучающихся по специальности «астрофизика».

Настоящая монография посвящена теории оптических высокодобротных микрорезонаторов и их применению в линейной, нелинейной, квантовой и прикладной оптике. Оптические микрорезонаторы с модами типа шепчущей галереи, предложенные впервые российскими учеными, уникально сочетают субмиллиметровый размер с гигантской добротностью. Такие резонаторы находят все более широкое распространение в экспериментальной физике и технике, в частности, в высокостабильных генераторах, разнообразных сенсорах, датчиках, фильтрах и других оптоэлектронных устройствах. Для специалистов и студентов оптических специальностей.

Д. И. Блохинцев (1908–1979) – выдающийся ученый-физик с энциклопедической широтой интересов, автор многочисленных монографий и классического учебника по квантовой механике, научный руководитель работ по созданию первой в мире атомной электростанции, организатор и первый директор Объединенного института ядерных исследований в Дубне, Герой Социалистического Труда, кавалер многих высших орденов СССР, лауреат Ленинской и Государственных премий СССР, член-корреспондент АН СССР и член ряда зарубежных академий. В первом томе публикуется краткий отчет о научной и общественной деятельности Д. И. Блохинцева, расширенный реферат научных работ, составленный самим автором, статьи по оптике, физике твердого тела, акустике и ядерной энергетике. Кроме того, сюда вошли автобиографические материалы, основные даты жизни и деятельности, полная библиография работ, а также воспоминания тех, кому посчастливилось работать и общаться с Дмитрием Ивановичем. Во второй том избранных трудов Д. И. Блохинцева включены работы по принципиальным вопросам квантовой механики, по квантовой теории поля и теории элементарных частиц, а также выступления по общим вопросам науки. Книга рассчитана на научных работников – физиков-теоретиков, специалистов по ядерной энергетике, аспирантов и студентов старших курсов университетов.

Книга посвящена исследованию различных вопросов анализа и синтеза линейных нестационарных систем. Изложены основы оригинальной теории проводимости линейных нестационарных систем, содержащих управления и наблюдения. На различных механических задачах (из гироскопии, инерциальной навигации, космической динамики и др.) демонстрируется эффективность применения изложенных теоретических результатов. Книга будет полезной научным работникам, преподавателям, аспирантам, магистрам, и студентам вузов, занимающимся вопросами динамики, устойчивости и управления.

Блохинцев (1908–1979) – выдающийся ученый-физик с энциклопедической широтой интересов, автор многочисленных монографий и классического учебника по квантовой механике, научный руководитель работ по созданию первой в мире атомной электростанции, организатор и первый директор Объединенного института ядерных исследований в Дубне, Герой Социалистического Труда, кавалер многих высших орденов СССР, лауреат Ленинской и Государственных премий СССР, член-корреспондент АН СССР и член ряда зарубежных академий. В настоящий том включены работы Д. И. Блохинцева по принципиальным вопросам квантовой механики, статьи, посвященные существенно-нелинейной и нелокальной теории поля и теории элементарных частиц, выступления по общим вопросам науки и философским вопросам естествознания, а также некоторые научно-популярные статьи. Издание рассчитано на научных работников – физиков-теоретиков, аспирантов и студентов старших курсов университетов.

В пособии освещаются некоторые основные вопросы современной квантовой статистической механики: канонические преобразования и их применение для исследования спектров квазичастичных возбуждений, вывод управляющих уравнений (Цванцига, Зубарева–Калашникова, Паули) методом проекционных операторов, метод квантовых функций Грина и его применение в современной неравновесной квантовой физике конденсированного состояния. Данное пособие может быть полезно студентам старших курсов, аспирантам и преподавателям физических факультетов, особенно специализирующимся в области квантовой механики, физики конденсированного состояния и статистической физики неравновесных процессов.

Рассматриваются модели пространства и времени и их связь с основными законами физики. Автор показывает на конкретном материале, как, наблюдая за отдельными явлениями, строя их модели, можно прийти к формулировке основных законов. В книгу включены решения большого количества примеров и задач. Читая эту книгу, как будто присутствуешь на интереснейших занятиях В. В. Бронфмана – замечательного педагога, многочисленные ученики которого стали известными учеными. В. В. Бронфман приглашает читателя к совместной с автором работе, к творческому осмыслению поставленных задач, к их дальнейшей самостоятельной проработке. Этот очень плодотворный подход делает книгу особенно интересной вдумчивым читателям – старшеклассникам и студентам первых курсов университетов, а также преподавателям.