Физматлит Фундаментальные и прикладные исследования на микротроне Ципенюк Юрий Михайлович

Пособие написано на основе лекций по атомной физике, читаемых на протяжении многих лет в Физико-техническом институте (на физическом факультете) Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова (Якутского государственного университета). Приведены трудности классической физики, ставшие причиной появления квантовой физики. Изложены основы математического аппарата квантовой теории. С помощью уравнения Шрёдингера исследуются строение одно- и многоэлектронных атомов, простейших молекул, действие внешних полей на атомы; приведены элементы физики, твердого тела. В конце каждого параграфа даны задачи с решениями • Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям, физика и радиофизика, а также студентов технических университетов

В монографии систематизирован и подробно изложен круг вопросов, которые в совокупности закладывают основы нового научного направления - акустики нанодисперсных сред, направленного на изучение наномасштабной структуры вещества. В монографии рассмотрены известные к настоящему времени особенности распространения звуковых колебаний в намагничивающихся жидкостях и описывающие их модельные теории; акустомагнитный и магнитоакустические эффекты в магнитных жидкостях; специфика магнитожидкостного уплотнения как колебательной системы с магнитожидкостным инерционным элементом; акустомагнитная спектроскопия мод колебаний в системе жидкость-оболочка; акустогранулометрия - новый метод исследования физических параметров магнитных наночастиц, диспергированных в жидкости-носителе; вибрационно-реологические эффекты намагниченной магнитной жидкости и основанная на них акустометрия формы магнитных наноагрегатов и немагнитных микроагрегатов

В книге приводятся результаты исследований вариаций инсоляции Земли, связанных с небесно-механическими процессами. Анализируются низкочастотные и высокочастотные изменения солярного климата Земли и особенности пространственного распределения приходящей к ней лучистой энергии, связанные с формой, наклоном оси вращения и характером ее орбитального движения. Определены причины современных изменений глобального климата, основная из которых - изменение наклона оси вращения Земли, регулирующее распределение солнечной радиации по широтам и сезонам. Предложены регрессионные модели изменения важнейших характеристик климата: приповерхностной температуры воздуха (ПТВ), температуры поверхности океана (ТПО) и уровня Мирового океана (УМО). Предложен алгоритм прогноза (оценки), основу которого составляют регрессионные модели

В монографии исследованы принципы построения робастных систем управления. Получены условия выбора параметров управляющего устройства, синтезированного с помощью метода внутренней модели, которые обеспечивают компенсацию возмущений с требуемой точностью. При этом замкнутая система имеет требуемое характеристическое уравнение. Рассмотрены задачи робастного управления для различных структурно неопределенных математических моделей объекта управления. Приводятся результаты по применению робастных систем управления для сингулярно-возмущенных объектов и принципы построения систем управления путем введения быстрых составляющих. Получены интегральные алгоритмы робастного управления для различных типов объектов. В отличие от ранее полученных алгоритмов, они не требуют выделения сигнала, несущего информацию о возмущениях, что приводит к упрощению их технической реализации

Изложены фундаментальные и прикладные аспекты авиационной медицинской акустики, включающие механизмы формирования и антропоэкологические особенности авиационного шума, методические подходы к исследованию и комплексную характеристику акустической обстановки на рабочих местах авиационных специалистов, современные подходы к оцениванию профессиональной работоспособности, надежности деятельности и риска заболеваний шумовой этиологии. Обоснован и изложен комплекс мероприятий по снижению числа профессиональных и профессионально обусловленных заболеваний, связанных с воздействием транспортного и производственного шума. Представлены ключевые методы медико-социальной экспертизы и обоснования рациональных характеристик средств защиты от шума

В настоящей монографии изложена теория акустооптического взаимодействия в анизотропных кристаллических средах, обладающих гиротропными свойствами, и на ее основе разработана методика расчета пространственного распределения интенсивности светового излучения на проекционном экране при дифракции импульсного лазерного излучения на амплитудно-модулированном ультразвуковом сигнале в кристалле парателлурита (ТеО_2). Исследование характеристик акустооптической системы с импульсным методом формирования строки для отображения и записи информации, основанном на использовании лазеров на парах меди, позволяет распространить полученные авторами результаты на системы с полноцветными импульсными твердотельными лазеровами, которые в настоящее время бурно развиваются

Монография посвящена истории возникновения и развития концепции фундаментальных физических постоянных, играющей центральную роль в современной физике. В первой части представлена история появления в физике таких постоянных, как скорость света, постоянная Планка, элементарный заряд. Во второй части рассмотрена история констант взаимодействий - гравитационной постоянной, постоянной Ферми, постоянной тонкой структуры и постоянной сильного взаимодействия. В третьей части анализируются происхождение терминологии, основные свойства фундаментальных постоянных, модели эволюции физических теорий с точки зрения фундаментальных констант, естественные системы единиц, основанные на фундаментальных постоянных. Четвертая часть посвящена основным научно-исследовательским программам XX века с разными подходами к фундаментальным постоянным: попыткам введения новых фундаментальных постоянных, "пифагорейским" попыткам обоснования их численных значений, выявления возможной зависимости некоторых физических констант от космологического времени, антропной программе

Рассматриваются задачи, методы и алгоритмы адаптации, используемые для построения поисковых алгоритмов оптимизации. Описывается типовая структура адаптивного алгоритма, излагаются методы коллективной адаптации в условиях динамически изменяющейся внешней среды. Дается методика и рекомендации по представлению исходной формулировки оптимизационной задачи в виде адаптивной системы. Излагается общий цикл проектирования СБИС, этапы конструкторского проектирования СБИС и основные задачи, решаемые на этих этапах, с учетом современных тенденций. Описываются постановки задач автоматизированного проектирования СБИС, методики их представления в виде адаптивных систем и структуры процессов адаптивного поиска оптимальных решений для этих задач. Предназначена для специалистов в области специальных методов оптимизации, разработчиков алгоритмов на основе перспективных методов эволюционной адаптации, разработчиков интеллектуальных САПР

Малые системы за последние 15 - 20 лет стали объектом активного изучения в связи с переходом экспериментальной техники на новый уровень пространственного разрешения в диапазоне размеров от 1 до 100 нм. В данном диапазоне меняются многие физические и химические свойства, что открывает новые подходы к изучению веществ и их практическому применению. Монография посвящена новым разработкам в статистической термодинамике, которые позволили ответить на самые важные вопросы по специфике малых систем, когда нельзя применять уравнения безмодельной термодинамики. Ограничения существуют по следующим признакам: размер областей, в которых важен учет флуктуаций (в частности, какие размеры элементарных объемов областей фигурируют в уравнениях термодинамики); степень однородности объема внутри фаз; способ учета фактора кривизны искривленных границ раздела (включая вопрос о применимости уравнения Кельвина); степень неравновесных отклонений, описываемых уравнениями неравновесной термодинамики (насколько эти отклонения малы, чтобы можно было считать реальным достижение равновесного состояния)

В монографии рассмотрены фундаментальные термодинамические урав­нения, характеризующие поверхностный слой как фазу конечной толщины. Для многокомпонентных систем получены уравнения и разработаны методы расчета термодинамических параметров поверхностного слоя по концентрационной зависимости поверхностного натяжения. В качестве примера приведены результаты расчетов состава, эффективной толщины и молярной площади компонентов в некоторых тройных и четверных системах. Из адсорбционного уравнения Гиббса, с учетом концентрационной зависимости молярной площади, получены теоретические уравнения для изотерм поверхностного натяжения двойных и тройных систем. Дается описание методов изучения поверхностного натяжения (метод лежащей капли и метод максимального давления в газовом пузырьке)

В монографии представлены результаты комплексного изучения расплавов оксидов и металлургических шлаков от теоретических моделей до экспериментальных методов и практических приложений. Рассмотрены основные представления о характере межчастичного взаимодействия в оксидах и шлаковых расплавах, взаимосвязь их физико-химических свойств и строения, а также приведены оригинальные результаты компьютерного моделирования одно, двух и многокомпонентных оксидов, впервые получены результаты моделирования реальных шлаковых систем, содержащих до десяти элементов. Рассмотрены методики экспериментальных исследований плотности, вязкости, поверхностного натяжения и электропроводности высокотемпературных шлаков и обсуждены результаты экспериментальных исследований этих систем

В монографии описаны методы решения задач дифракции электромагнитных волн на незамкнутых конических структурах, разработанные на основе теоретических исследований, математического моделирования и анализа формирования электромагнитных полей объектами с характерными угловыми параметрами и геометрическими сингулярностями (вершинами, ребрами). Предложен математический аппарат для решения нестационарной задачи дифракции электромагнитных волн на сложной конической поверхности с продольными щелями без априорных ограничений на геометрические размеры структуры. В результате апробации моделей получена достоверная информация об особенностях, закономерностях и физической природе эффектов, которые появляются при дифракции электромагнитных волн на сложных незамкнутых конических поверхностях