Физматлит

Книга сочетает в себе черты монографии и учебного пособия. Описаны физические свойства кремния, представляющие интерес с точки зрения нелинейной оптики. Изложены основы феноменологического и микроскопического подходов, используемых в теории генерации оптических гармоник в кремнии. Предложена комплексная модель генерации второй гармоники на кремниевых межфазных границах, учитывающая интерференцию различных вкладов в нелинейно-оптический отклик, анизотропию среды, фотогенерацию неравновесных носителей и многое другое. Дан подробный аналитический обзор экспериментальных работ, демонстрирующий как историю развития нелинейной оптики кремния и кремниевых наноструктур, так и ее современное состояние. Для научных сотрудников, инженеров, аспирантов и студентов старших курсов, специализирующихся в области нелинейной оптики и спектроскопии поверхности, микро- и нанотехнологии кремния.

Монография посвящена решению проблемы синтеза систем автоматического управления аналитическими методами. Получены уравнения, связывающие параметры объекта, устройства управления и замкнутой системы с управлением по выходу и воздействиям. Найдены условия разрешимости задачи аналитического синтеза линейных астатических, абсолютно и селективно инвариантных, оптимальных линейных систем автоматического управления минимальной сложности с учетом физической реализуемости многомерного устройства управления. Предложены аналитические методы синтеза систем управления нелинейными объектами. Книга ориентирована как на инженеров и научных работников, занимающихся проектированием и исследованием систем управления, так и на преподавателей, магистрантов, аспирантов и студентов старших курсов технических вузов.

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. Предлагается новый принцип построения робастных систем управления, позволяющий компенсировать параметрические и внешние возмущения с заданной точностью при наличии помех в каналах измерения. Выделен класс объектов, в которых можно скомпенсировать возмущения и помехи на выходе объекта управления. С помощью предлагаемых подходов спроектированы робастные системы управления для различных типов объектов: стационарных и нестационарных, с запаздыванием и без запаздывания, линейных и нелинейных, а также для многосвязных. Все предлагаемые подходы теоретически обоснованы, а для иллюстрации полученных результатов приводятся числовые примеры и результаты их моделирования. Часть результатов ранее не публиковалась. Книга предназначена научным работникам, инженерам, преподавателям, аспирантам и студентам, специализирующимся в области автоматического управления и прикладной математики.

В книге рассматриваются модели, методы и алгоритмы обработки информации в пространственно-распределенных системах радиомониторинга, предназначенных для оценивания состояния и координатометрии радиоизлучающих объектов (системы пассивной радиолокации и радионавигации, определения местоположения потребителей сотовой связи, RFID-системы, системы двухмерного и трехмерного определения местоположения объектов в помещениях и сооружениях для целей технической диагностики, медицины, обеспечения жизнедеятельности и пр.) Изложение указанных вопросов базируется на использовании положений современной теории информационно-измерительных радиосистем, теории оптимальной фильтрации, а также достижений в области информационных технологий и средств обработки данных. Большое внимание уделяется рассмотрению и сравнению алгоритмов обработки информации, синтезируемых в рамках статистического подхода, и алгоритмов, реализуемых с использованием нейросетевых технологий. Анализируются особенности информационных процессов в сетевых системах радиомониторинга. Для научных работников, специалистов, аспирантов и студентов, занимающихся изучением, исследованием и разработкой информационно-измерительных систем различного назначения.

Рассматриваются методы прогнозирования и оперативного управления процессом продаж товара в крупных торговых сетях. Работа будет интересна аналитикам и менеджерам торговых сетей, а также студентам вузов экономического профиля, предполагающим свою дальнейшую деятельность в качестве сотрудников торговых сетей.

Исследованы нелинейные явления, возникающие в бесстолкновительной плазме при распадах начальных разрывов плотности плазмы, ионной температуры или потоковой скорости ионов. Изучено расширение в вакуум двухкомпонентной электрон-ионной плазмы, трехкомпонентной плазмы с отрицательными ионами, а также ион-ионной плазмы. Рассмотрено расширение плазмы в плазму меньшей плотности, обтекание плазмой быстро движущегося тела и эволюция конечного возмущения плотности. Исследовано столкновение и взаимодействие потоков плазмы, а также движение плазмы при больших начальных градиентах ионной температуры. Подробно описаны образование и эволюция нелинейных структур: ионно-звукового солитона, бесстолкновительной ударной волны, кавитонов, а также волн разрежения и охлаждения. Рассмотрены явление ускорения ионов, возникновение многопотокового движения и развитие неустойчивости. Для специалистов в области физики плазмы, аспирантов и студентов старших курсов физико-математических специальностей.

Сборник содержит ряд статей по широкому кругу проблем истории отечественной и мировой астрономии. Среди наиболее интересных тем публикаций: М.В. Ломоносов и его исследования в различных областях астрономии (к 300-летию со дня рождения М.В. Ломоносова); Международный год астрономии (IYA2009) — его результаты и перспективы; история применения телевидения в астрономии; российская космонавтика в названиях малых планет; Н.А. Козырев и вулканические явления на Луне. В номере публикуются письма известного польского астронома М.М. Каменьского адресованные ведущим российским астрономам, за период 1908-1964 гг. с подробными комментариями, а также переписка А.Я. Орлова и Е.П. Федорова за период 1946-1953 гг., посвященная проблемам изменяемости широт и движения полюсов Земли. Для научных работников, любителей и преподавателей астрономии и читателей, интересующихся историей науки.

В монографии представлены результаты исследований аэрогидродинамических эффектов, возникающих в результате взаимодействия струи газа с поверхностью вязкой жидкости. Определены пути поиска научных и технических решений, направленных на создание принципиально новых бесконтактных струйных пневматических методов и средств неразрушающего контроля вязкости жидкостей. Рассмотрены особенности проведения измерений вязкости движущихся жидкостей, а также жидкостей в условиях повышенных температур. Приведены описания бесконтактных методов и реализующих их устройств, обеспечивающих измерение вязкости жидких веществ как вне, так и внутри технологических аппаратов. Монография может быть полезна специалистам, занимающимся разработкой и эксплуатацией высоконадежных методов и устройств контроля веществ в различных отраслях промышленности.

Исследованы нелинейные явления, возникающие в бесстолкновительной плазме при распадах начальных разрывов плотности плазмы, ионной температуры или потоковой скорости ионов.

Утилитарная польза науки повседневна и очевидна, но её высшая ценность в другом: она кардинально изменила представление человека об окружающем его мире. Современная квантовая картина мира сложилась в XX веке. В книге представлена история её становления, а также место в нынешней культуре. Книга относится к редкому жанру научно-художественной литературы и адресована старшим школьникам, учителям, студентам, а также всем, кому интересно понять устройство мира, в котором мы живём. За прошедшие 40 лет книга переведена на 16 языков и используется в разных странах как пособие по истории квантовой физики. В 2010 г. она удостоена премии «Просветитель». Иллюстрации Ольги Левенок.

В книге изучаются качественные свойства дифференциальных уравнений на многообразиях типа сети. Излагаемая теория является новой — первые результаты в этом направлении появились лишь около 20 лет назад и систематическим образом ранее не описывались. Приводятся основные постановки задач, строится аналог теории неосцилляции и изучаются функция Грина, дифференциальные неравенства, осцилляционные спектральные свойства. Излагается теория эллиптических уравнений на стратифицированных (ветвящихся) многообразиях. Для математиков, механиков, физиков, изучающих сетеподобные системы; студентов и аспирантов физико-математических специальностей.

В книге известного физика-теоретика академика И.М. Халатникова рассказывается о жизни физиков в «золотой век», когда шло соревнование между физиками и лириками за влияние на умы. Среди кумиров общества звучали чаще других имена Л.Д. Ландау и П.Л. Капицы. Уже при жизни о них складывались легенды. Автор работал вместе с Л.Д. Ландау в Институте физпроблем, руководимом П.Л. Капицей. Он соавтор Л.Д. Ландау по целому ряду эпохальных работ, они вместе работали в рамках Атомного проекта. После смерти Л.Д. Ландау И.М. Халатников основал Институт теоретической физики, носящий имя Ландау. Институт сыграл решающую роль в сохранении школы Ландау и развитии теоретической физики в мире. Рассказ о том, как создавали институт, как он работал, поможет понять, как в условиях неполной свободы мог успешно функционировать коллектив, где царила атмосфера духовной и научной свободы. Читатель может спросить, в чем секрет кажущегося противоречия. Ответ: никакого секрета нет. Об этом книга.

Книга адресована всем, кому интересны истоки, идеи и главные достижения квантовой физики, под знаком которых прошел весь XX век, а также ее роль в становлении современной культуры. Рекомендовано к изданию Учебно-методическим объединением Совета УМО высших учебных заведений РФ в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений по направлению «Прикладная математика и физика».

S-классификация, базирующаяся на операциях суперпозиции и перехода к двойным функциям для подстановок из полной симметрической группы, является единственной эффективной классификацией множества функций многозначной логики. Книга посвящена систематическому изложению S-классификации множества функций трехзначной логики. Дается описание всех 48 S-замкнутых классов трехзначной логики. В каждом из классов строится конечный базис по суперпозиции. Приводится предикатное определение всех S-замкнутых классов с помощью конечного числа предикатов некоторого стандартного вида. Для научных работников и преподавателей высшей школы, специализирующихся в области дискретной математики.

Вторая книга серии «Астрономия и астрофизика» содержит обзор текущего состояния изучения планет и малых тел Солнечной системы. Обсуждаются основные результаты, полученные в наземной и космической планетной астрономии. Приведены современные данные о планетах, их спутниках, кометах, астероидах и метеоритах. Изложение материала в основном ориентировано на студентов младших курсов естественнонаучных факультетов университетов и специалистов смежных областей науки. Особый интерес книга представляет для любителей астрономии.

Словарь содержит около 60 тыс. терминов, часть из которых сопровождается толкованиями. Представлена терминология, относящаяся к современным электронным СМИ (телевидение, радиовещание, интернет и др.). Для инженеров, пользователей и разработчиков электронной аппаратуры, а также для творческого персонала электронных СМИ.

В монографии представлен обзор методов управления контактной сваркой, изложены меры по расширению аппаратных возможностей и увеличению помехозащищенности систем управления. Математически описана взаимосвязь электрических и тепловых процессов при контактной сварке; полученные закономерности представлены в виде номограмм, наглядно иллюстрирующих процесс во всем диапазоне изменений входных параметров и готовых к практическому применению. Описаны оригинальные методики диагностирования и управления, реализованные посредством микропроцессорного управления. Книга предназначена научным и инженерно-техническим работникам, занимающимся совершенствованием технологии и разработкой систем управления контактной сваркой. Она может быть полезна аспирантам и студентам ВУЗов сварочных специальностей.

В книге предлагается классифицировать информационно-измерительные и управляющие системы по типу уравнения измерения критерия управления. Приведены основные уравнения обобщенных технико-экономических критериев управления. Предложены математические модели физических процессов формирования систематической методической динамической составляющей погрешности измерения в аналоговых, цифровых и программно-аппаратных измерительных каналах и системах. Подробно рассмотрены модели метрологических характеристик виртуальных приборов и характеристик информативности интеллектуальных измерительных систем. Исследованы метрологические свойства конкретных виртуальных приборов и алгоритмов визуализации процессов измерения. Для научных работников, аспирантов и инженеров, занимающихся разработкой виртуальных приборов и исследованием метрологических характеристик информационно-измерительных и управляющих систем. Может быть полезна студентам старших курсов технических ВУЗов при выборе тематики магистерских диссертаций, дипломных работ и проектов.

Книга посвящена изложению основ численного метода ленточных адаптивных сеток в задачах газовой динамики, разработанного с помощью методов тензорного анализа и дифференциальной геометрии. Изложены методы построения геометрически адаптивных регулярных разностных сеток для областей сложной формы, а также методы построения разностных схем газовой динамики на основе адаптивных сеток. Приведено значительное число примеров численного решения задач газовой динамики с помощью этих методов: моделирование нестационарных газодинамических процессов в соплах РДТТ и установившихся потоков в каналах сверхзвуковых воздухозаборников, моделирование обтекания затупленных тел идеальным и вязким потоками, а также потоком с химическими реакциями. Специалистам в области прикладной математики и механики сплошной среды.

Книга посвящена одному из наиболее быстро развивающихся и перспективных направлений химического анализа — методам с использованием принципиально новых аналитических приборов на микрофлюидных чипах. Их применение обещает сокращение времени анализа, относительно небольшую его стоимость, компактность приборов, очень малый расход реагентов и др. Эти методы уже находят применение в исследованиях. Эта книга — первая на русском языке по этой тематике. В ней собраны ранее опубликованные статьи российских авторов по микрофлюидным аналитическим методам и приборам. Материал отражает современное состояние в этой области аналитической химии. Рассмотрены особенности протекания аналитических реакций, процессов разделения и концентрирования в микроканалах; освещены процессы генерации аналитического сигнала в низкоразмерных системах; описаны модели тепло- и массопереноса и взаимодействия веществ в микроканалах. Обсуждены технологии создания микрофлюидных чипов, рассмотрены возможности создания устройств для пробоподготовки и практически для всех современных методов разделения и концентрирования. Среди методов анализа уделено внимание хроматографии и капиллярному электрофорезу (включая их варианты, которые можно реализовать только в микропространстве), спектроскопическим и электрохимическим методам анализа в микрофлюидных устройствах. Отдельная глава посвящена анализу биологических и медицинских объектов.

В предлагаемой книге излагается теория коммутативных нормированных колец с ее применениями к анализу и топологии. В конце книги в виде приложения воспроизведена статья И.М. Гельфанда и М.А. Наймарка «Нормированные кольца с инволюцией и их представления», могущая служить введением в теорию некоммутативных нормированных колец с инволюцией. Книга рассчитана на математиков (студентов старших курсов, аспирантов и научных работников), занимающихся функциональным анализом и его приложениями.

Исследуется флуоресценция одиночных молекул и полупроводниковых нанокристаллов (наночастиц), возбуждаемых непрерывным светом, которая всегда имеет флуктуирующий характер. Этим спектроскопия одиночных наночастиц принципиально отличается от спектроскопии молекулярных ансамблей, где измеряются сразу вероятности процессов. Какие физические процессы, происходящие в одиночных наночастицах, скрывают эти флуктуации? Как извлекать физическую информацию об этих процессах из флуктуации? Рассмотрение этих проблем и составляет основное содержание книги. Обсуждаются типы зондовых микроскопов, используемых для исследования наночастиц, и принципы их работы. Книга будет интересна тем, кто хочет использовать фотоны, испущенные одиночной наночастицей, для изучения физических, химических или биологических проблем; студентам и аспирантам, желающим познакомиться с некоторыми разделами нанофизики. Книга написана по материалам лекций, которые автор читал в течение ряда лет магистрантам-физикам.

Книга посвящена бурно развивающемуся направлению науки и техники — нанофотонике. В дифракционной нанофотонике исследуется дифракция света на макрообъектах с минимальными неоднородностями порядка десятков нанометров, вплоть до квантовых точек размером около 10 нм. Подробно рассмотрены современные численные методы решения задач дифракции в рамках строгой электромагнитной теории. Рассмотрена дифракция света на двумерных и трехмерных фотонных кристаллах, на фотонно-кристаллических волноводах и линзах, на градиентных элементах, на одномерных и двумерных дифракционных решетках, в том числе с металлическими слоями для формирования интерференционной картины поверхностных электромагнитных волн (плазмонов). Рассмотрены магнитооптические свойства двухслойных металлодиэлектрических гетероструктур. Результаты математического моделирования сравниваются с результатами экспериментального исследования созданных устройств дифракционной нанофотоники. Для студентов старших курсов специальностей: прикладные математика и физика, прикладная математика и информатика, оптика, а также для аспирантов, докторантов, научных работников и специалистов, работающих в соответствующих областях.

На основе метода линейных интегральных представлений разработан принципиально новый метод спектрального анализа гравимагнитных данных (методом F-аппроксимации), полностью адекватный реальной геофизической практике и позволяющий избавиться от различных идеализаций (идеализация плоского поля; идеализация границы раздела земля-воздух как бесконечной горизонтальной плоскости; идеализация непрерывного задания того или иного элемента поля на бесконечной горизонтальной плоскости или куске этой плоскости; идеализация задания того или иного элемента поля в узлах правильной геометрической сети и др.) На модельных и практических примерах показана эффективность решения на основе F-аппроксимации широкого круга задач (3D-интерполяция, исключение искажающего влияния аномального вертикального градиента при пересчете наблюденного поля на любую заданную поверхность, фильтрация помех, нарушающих гармонический характер наблюденного потенциального поля). Разработаны теория, алгоритмы и компьютерные технологии 3D-трансформации (вычисление высших производных потенциальных полей, аналитическое продолжение в верхнее и нижнее полупространства элементов потенциальных полей, разделение аномальных полей) и F-аппроксимации рельефа земной поверхности, используемые для решения различных задач гравиметрии, магнитометрии, прикладной картографии, геоморфологии и др. Показана эффективность применения гравимагнитных данных для изучения разломной тектоники и прогнозирования нефтегазоперспективных ловушек в глубокопогруженных горизонтах Предкавказья. Книга предназначена научным работникам, геофизикам, аспирантам и студентам геофизических специальностей.