Физматлит

Представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований нелинейных эффектов для волн, распространяющихся в средах с периодическим пространственным изменением характеристик. Для оптического и СВЧ-излучений такие среды — это цепочки молекул и цепочки металлических наночастиц, фотонные кристаллы и наборы световодов, плазмонные решетки и метаматериалы, то есть искусственные среды, формируемые периодически повторяющимся набором субволновых элементов — «метаатомов». Для волн атомной материи — конденсатов Бозе-Эйнштейна — родственными системами являются наведенные светом периодические решетки. Сочетание периодичности структуры и нелинейности отклика приводит к целому ряду ярких квантовых и классических эффектов, таких как разнообразные нелинейные резонансы, самоканалирование, обеспечивающее волноводное распространение излучения в линейно однородной среде, и локализованные (солитоноподобные) структуры. Для научных сотрудников, аспирантов и студентов, изучающих нелинейную физику, а также исследователей, ищущих пути к созданию миниатюрных фотонных чипов с перестраиваемыми (управляемыми) характеристиками.

Книга рассказывает о Луне: о ее наблюдениях с помощью телескопа, об изучении ее поверхности и недр автоматическими аппаратами и о пилотируемых экспедициях астронавтов по программе «Аполлон». Приведены исторические и научные данные о Луне, фотографии и карты ее поверхности, описание космических аппаратов и детальный рассказ об экспедициях. Обсуждаются возможности изучения Луны научными и любительскими средствами, перспективы ее освоения. Книга предназначена тем, кто интересуется космическими исследованиями, приступает к самостоятельным астрономическим наблюдениям или увлечен историей техники и межпланетных полетов. В книге более 300 иллюстраций, в том числе цветных.

Книга воспроизводит задачник С.А. Рачинского «1001 задача для умственного счета». Публикуется биография этого замечательного русского педагога и просветителя, а также некоторые из его оригинальных приемов устного счета. Для широкого круга читателей.

В монографии представлены результаты научных исследований и опытно-конструкторских разработок, которые получены за последние 10 лет коллективом НИИ обработки аэрокосмических изображений Рязанского государственного радиотехнического университета. Основное внимание уделено методам и информационным технологиям компьютерной обработки изображений поверхности Земли, получаемых от современных космических систем дистанционного зондирования. Это технологии статистической радиометрической коррекции спутниковых изображений, структурного восстановления многоскановых снимков, геодезической привязки по электронным картам, стереофотограмметрической обработки видеоданных, цветосинтезирования, комплексирования и оценки качества спутниковых изображений. Особое внимание уделено вопросам системной организации технологий обработки данных дистанционного зондирования Земли. Для специалистов, работающих в области обработки аэрокосмических изображений поверхности Земли, аспирантов и студентов старших курсов вузов.

Изложены основы обработки изображений, представленных плоскими и пространственно расположенными точечными структурами в виде полей и локализованных групп. Описаны математические модели подобных структур, исследованы их свойства в условиях шума и априорной неопределенности неинформативных параметров. Рассмотрено решение задач, связанных с упорядочением и сегментацией точечных полей и групповых точечных объектов. Приведены алгоритмы распознавания зашумленных групповых точечных объектов и объектов, заданных точечными полями. Для научных работников и специалистов в области обработки изображений и распознавания образов, радиолокации и навигации, а также студентов старших курсов и аспирантов соответствующих специальностей.

Мечта каждого астронома — открыть новую планету. Раньше это случалось редко: одна-две за столетие. Но в последнее время планеты открывают часто: примерно по одной большой планете в неделю, ну а мелких — по сотне за ночь! В книге рассказано о том, как велись и ведутся поиски больших и маленьких планет в Солнечной системе и вдали от нее, какая техника для этого используется, что помогает и что мешает астрономам в этой работе. Рассказано, как дают планетам имена и какие открытия ждут нас впереди. В приложении приведены точные данные о планетах, созвездиях и крупнейших телескопах. Книга предназначена старшеклассникам, учителям и студентам, а также всем любителям астрономии.

Обобщается опыт моделирования турбулентных струйных течений на основе подходов различной степени сложности: статистические модели, основанные на представлении о переносе квазичастицами комплексов газодинамических параметров в заданную точку пространства зоны турбулентного смешения струи с окружающей средой; модели, основанные на решении осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье-Стокса; современные подходы к моделированию турбулентных течений, такие как моделирование крупных вихрей. Разработанные модели позволяют путем проведения вычислительного эксперимента оптимизировать процессы переноса и горения в турбулентных струях, синтезировать струйные течения, обладающие заданными свойствами, а также дать практические рекомендации по организации струйных течений в технических и технологических приложениях. Монография предназначена научным работникам, специализирующимся в области вычислительной газодинамики струйных течений, инженерно-техническим работникам, занимающимся проектированием устройств и процессов, ориентированных на струйные технологии, а также аспирантам и магистрантам соответствующих направлений подготовки.

Книга обобщает исследования С.С. Зилитинкевича со многими соавторами в области атмосферной турбулентности и планетарных пограничных слоев (ППС), опубликованные за последнее десятилетие главным образом в англоязычных журналах. Рассматриваются ключевые физические проблемы, связанные с ролью пограничных слоев как связующих звеньев между геосферами в глобальной климатической системе: законы сопротивления и тепло/массообмена, определяющие приземные значения турбулентных потоков количества движения, энергии и вещества; уравнения турбулентного вовлечения, определяющие аналогичные потоки на внешней границе ППС; уравнения для высоты ППС при различных условиях стратификации плотности. Кардинально пересмотрена проблема турбулентного замыкания. На этой основе разработаны новые подходы к расчету ППС, новая иерархия моделей турбулентного замыкания и новые методы расчета турбулентности в свободной атмосфере. Особое внимание уделено взаимодействию турбулентности с внутренними волнами в устойчиво стратифицированных течениях и самоорганизации турбулентности в форме долгоживущих крупномасштабных структур в конвективных ППС. Книга представляет интерес для метеорологов широкого профиля, специалистов по атмосферной турбулентности и ученых, работающих в области оперативного моделирования погоды, загрязнения воздуха и изменений климата.

В этой книге описаны исследования взаимодействия гамма-излучения с веществом, прежде всего — резонансного взаимодействия гамма-лучей с атомными ядрами, выполнявшиеся в течение нескольких десятков лет руководимой автором группой в Институте теоретической и экспериментальной физики им. А.И.Алиханова. Опыты по измерению возмущенных магнитным полем угловых распределений резонансно рассеянных гамма-лучей подтвердили предсказание теории о том, что среднее время жизни ядер в возбужденном состоянии зависит от вида спектра возбуждающего гамма-излучения. Исследования гамма-резонансного возбуждения долгоживущих изомерных состояний изотопов серебра позволили развить новые направления гамма-спектрометрии — гравитационную гамма-спекторметрию и создать первый в мире гравитационный гамма-спектрометр и измерить с его помощью форму гамма-резонанса долгоживущего изомера 109mAg с разрешающей способностью в 108 раз превосходящей величину, характерную для мёссбауэровских спектрометров, работающих с нуклидом 57Fe. Описаны также эксперименты по резонансному рассеянию ядрами аннигиляционных квантов и показано, как это явление можно применить к изучению формы поверхностей Ферми металлов. Книга будет интересна как физикам-профессионалам, так и аспирантам и студентам, специализирующимся в области ядерной физики.

Книга обобщает исследования С.С. Зилитинкевича со многими соавторами в области атмосферной турбулентности и планетарных пограничных слоев (ППС), опубликованные за последнее десятилетие главным образом в англоязычных журналах. Рассматриваются ключевые физические проблемы, связанные с ролью пограничных слоев как связующих звеньев между геосферами в глобальной климатической системе: законы сопротивления и тепло/массообмена, определяющие приземные значения турбулентных потоков количества движения, энергии и вещества; уравнения турбулентного вовлечения, определяющие аналогичные потоки на внешней границе ППС; уравнения для высоты ППС при различных условиях стратификации плотности. Кардинально пересмотрена проблема турбулентного замыкания. На этой основе разработаны новые подходы к расчету ППС, новая иерархия моделей турбулентного замыкания и новые методы расчета турбулентности в свободной атмосфере. Особое внимание уделено взаимодействию турбулентности с внутренними волнами в устойчиво стратифицированных течениях и самоорганизации турбулентности в форме долгоживущих крупномасштабных структур в конвективных ППС. Книга представляет интерес для метеорологов широкого профиля, специалистов по атмосферной турбулентности и ученых, работающих в области оперативного моделирования погоды, загрязнения воздуха и изменений климата.

В монографии изложено современное состояние фундаментальных исследований карбидов вольфрама, широко применяемых в технике. Для научных работников и специалистов в области физики и химии твердого тела, физического материаловедения, нанокристаллического состояния вещества, а также для аспирантов и студентов соответствующих специальностей.

В монографии рассмотрены безотходные электротехнологии ядерного топливного цикла (ЯТЦ) для их использования в неядерных химико-металлургических приложениях. Проанализированы экологические и энергетические проблемы химической технологии и металлургии и направления их решения на основе сочетания аффинажных технологий ЯТЦ и электротехнологий, основанных на применении генераторов плазмы, частотных электромагнитных полей, лазеров и другое. Проанализирован энергетический базис электротехнологий: электродуговых, высокочастотных, микроволновых и лазерных генераторов технологической плазмы, технологии «холодный тигель», плазменно-электромагнитной технологии. Книга адресована научным сотрудникам и инженерам, работающим в области плазменных технологий и их приложений в химико-металлургической и других областях, а также профессорско-преподавательскому составу, аспирантам и студентам соответствующих специальностей.

В книге рассматриваются вопросы математического моделирования статики, колебаний и устойчивости оболочек из композиционных материалов при силовом и температурном воздействии. Основное внимание уделено численным схемам решения задач о деформировании оболочек вращения с трехмерным армированием. Книга предназначена научным работникам и специалистам по механике конструкций, а также аспирантам и магистрантам соответствующих профессий.

В данной книге рассматриваются задачи и проблемы «Теории информации и кодирования» — области математики, имеющей прямое и эффективное приложение в задачах «Сжатия дискретных данных». При этом используются распределения вероятностей кодируемых (сжимаемых) данных. Однако на практике эти распределения полностью не бывают известны. Поэтому стали изучать методы универсального кодирования в разных постановках задач. Описаны алгоритмы, соответствующие разным ситуациям, а в последней главе приведены численные результаты, позволяющие оценить их эффективность.

В книге на материале экспериментальных данных описан метод исследований слоистых наноструктур, основанный на использовании зеркального отражения, пропускания, преломления и рассеяния поляризованных нейтронов. На конкретных примерах изложены элементы теории прохождения нейтронов через слоистую структуру с учетом их диффузного рассеяния на шероховатостях границ раздела. Подробно рассмотрены режимы нейтронного волнового поля в слоистой структуре, позволяющие проводить высокочувствительные измерения ядерной и магнитной структур. Описана практически вся экспериментальная техника, используемая в измерениях с поляризованными нейтронами при скользящих углах падения нейтронов. Большое внимание уделено дальнейшему развитию метода рефлектометрии с поляризованными нейтронами. Книга будет полезной научным работникам, желающим применить данный метод в исследованиях нанообъектов, а также студентам физических специальностей вузов.

Монография посвящена изучению поляронных эффектов в двухэлектронных системах: теории биполяронов большого радиуса, D-центров, обменносвязанных пар и косвенных взаимодействий парамагнитных центров через поля элементарных возбуждений кристаллической решетки. Обсуждается возможность возникновения высокотемпературной сверхпроводимости, вызванной сверхтекучестью биполяронов, и вигнеровской кристаллизации в системе поляронов. Рассмотрены эффекты, связанные с влиянием носителей тока в зоне проводимости или дырок в валентной зоне на энергию локализованных и автолокализованных состояний, эффекты автолокализации заряженных частиц в плазме твердого тела и электролитах, косвенные взаимодействия парамагнитных центров, обусловленные плазменными колебаниями носителей тока в твердых телах. Приведены многочисленные примеры расчетов энергии двухэлектронных состояний вариационными методами с использованием минимизации многопараметрических функционалов. Пробная функция выбиралась с учетом электронных корреляций, связанных с прямой зависимостью волновой функции системы от расстояния между электронами. Рассмотрены пределы сильной связи, а также методы нахождения энергии с учетом поляронных эффектов при произвольной величине электрон-фононных взаимодействий.

Развиваются методы ускорения сходимости итерационного процесса, основанные на использовании геометрических и алгебраических многосеточных технологий, предобусловливании уравнений Навье-Стокса при моделировании низкоскоростных течений и модификации метода пристеночных функций в расчетах турбулентных течений. Обсуждаются методы ускорения газодинамических расчетов с помощью параллелизации и векторизации вычислений на массивно-параллельных компьютерах и графических процессорах общего назначения, а также методы декомпозиции расчетной области и методы балансировки нагрузки процессоров. Для специалистов в области механики жидкости и газа, вычислительной газовой динамики, аэрокосмической техники и энергомашиностроения, а также для магистрантов и аспирантов соответствующих специальностей.

Our first book on the applications of density functional theory in compositional hydrodynamics was published in Russian in 2009. Since then we observed a steady rise of interest to our approach. Also during the last four years we acquired much more experience and obtained many new numerical results. The present book is an update to the state-of-the-art in density functional hydrodynamics. It is written in English to be accessible to wider audience. This book is essentially about various multiphase hydrodynamic problems studied in the frame of the density functional method. This approach is a logical extension of classical thermodynamics and continuous media theory. The derivation of the governing equations is presented, and the consistency with both classical and quantum statistical mechanics is demonstrated. Several explicit density functionals are used to describe different types of continuous media. Among them there are models for equilibrium and nonequilibrium two- and three-phase compositional mixtures, mixtures with surfactants, and mixtures with mobile elastic bodies. Numerous numerical simulation examples are presented to demonstrate the capabilities of the density functional method. Among them there are very simple problems such as modeling of contact angle and capillary pressure in two- and three-phase cases. There are also more complex scenarios with capillary waves, moving contact lines, changing topology of interfaces, multiphase flows in complex geometries, instabilities, liquid-liquid and liquid-solid phase transitions, surfactant effects, thermocapillary effects, flows with moving elastic bodies, and two-phase turbulence. Being an overview of the results accumulated over the last almost 20 years, the book can be a good starting point in studying the density functional theory in compositional hydrodynamics. The book is intended for PhD students, academic and industrial researchers interested in modeling complex behavior of compositional fluids.

В монографии рассматривается синтез линейных непрерывных и дискретных систем автоматического управления методом желаемых передаточных функций (ЖПФ). Приводится как сам алгоритм синтеза, так и способ определения ЖПФ по заданным показателям качества: времени регулирования, перерегулированию, порядку астатизма и характеру переходного процесса. Рассматривается также алгоритм синтеза оптимальных по степени устойчивости параметров регулятора, разработанный на основе критерия маргинальной устойчивости. Для магистрантов, аспирантов и научных сотрудников.

В книге изложены задачи изучения астрофизических объектов, солнечно-земных связей и Солнечной системы в целом. Предложены методы их решения, показаны принципы построения научной аппаратуры и космических комплексов. Приведены основные результаты исследований в нашей стране и за рубежом. Рассмотрены направления развития данных задач и эволюция космической техники до 2050 г. Намечены пути решения технологических проблем создания перспективных космических комплексов. Монография предназначена научным работникам и инженерам — специалистам в области космической техники, а также аспирантам и студентам соответствующей специализации.

В книге изложены задачи изучения астрофизических объектов, солнечно-земных связей и Солнечной системы в целом. Предложены методы их решения, показаны принципы построения научной аппаратуры и космических комплексов. Приведены основные результаты исследований в нашей стране и за рубежом. Рассмотрены направления развития данных задач и эволюция космической техники до 2050 г. Намечены пути решения технологических проблем создания перспективных космических комплексов. Монография предназначена научным работникам и инженерам — специалистам в области космической техники, а также аспирантам и студентам соответствующей специализации.

Первая книга серии «Астрономия и астрофизика» содержит обзор текущего состояния наук о Вселенной и посвящена базовым понятиям, использующимся во всех разделах астрономии и астрофизики: измерению координат и времени, технике наблюдений в различных диапазонах спектра, астрономической терминологии и системе обозначения небесных объектов. Изложение материала в основном ориентировано на студентов младших курсов естественнонаучных факультетов университета и специалистов смежных областей науки. Особый интерес книга представляет для любителей астрономии.

Эта книга о выдающемся химике, Викторе Александровиче Кабанове, академике АН СССР и РАН, заведующем кафедрой высокомолекулярных соединений МГУ им. М.В. Ломоносова, академике-секретаре отделения химии и наук о материалах РАН. В книге представлены биография ученого, его интервью, воспоминания друзей и близких, российских и зарубежных коллег. Для всех, кто интересуется советской и российской наукой и людьми, создававшими ее во второй половине XX века. Издание приурочено к 80-летию со дня рождения В.А. Кабанова. Фотографии и документы из архивов семей В.А. Кабанова, В.Б. Голубева и авторов воспоминаний.

Я.Б. Зельдович — выдающийся ученый XX столетия — внес огромный вклад во многие области науки и техники. Он был уникальным по широте своих интересов — от физики горения и взрыва, через ядерное оружие, до самых глубин астрофизики и космологии. Знаменитый английский физик С. Хокинг до знакомства с Зельдовичем полагал, что фамилия Зельдович — псевдоним группы ученых (как Бурбаки), так велико было количество полученных им результатов. Ландау говорил, что ему не известен ни один физик, исключая Ферми, который обладал бы таким богатством идей, как Зельдович. В книге представлены воспоминания друзей, коллег и учеников, в частности многих известных ученых, а также некоторые архивные документы и письма. Для широкого круга читателей, интересующихся историей развития науки, историей советского атомного проекта.