Научная, учебная литература для специалистов

В книге дано краткое изложение основных задач и методов теоретической физической оптики, в числе которых — распространение электромагнитных волн оптической области спектра в однородных и неоднородных, изотропных и анизотропных средах, анализ резонаторов, световодов и дифракционных явлений. В прилагаемых Задачах разобраны решения в некоторых типичных конкретизированных условиях. Книга основана на лекциях, которые автор читал студентам-оптикам Московского физико-технического института и Новосибирского государственного университета. Она может быть полезна студентам, аспирантам, научным сотрудникам, инженерам.

В книге дан обзор современного состояния двумерной конформной теории поля и ее применений к физике критических явлений в двумерных системах. Последовательно развивается бутстрапный подход к конформной теории поля, основанный на операторной алгебре. Детально рассмотрен ряд точных решений теории, включающий «минимальные модели» с c<1 и параметрическое семейство моделей с c=1. Эти модели описывают критические и мультикритические точки различных двумерных статистических систем, среди которых наиболее известными являются модель Изинга, трехпозиционная модель Поттса и модель Ашкина–Теллера. Также обсуждается альтернативный подход к конформной теории поля, основанный на модулярной инвариантности тороидальной статистической суммы («модулярный бутстрап»).

Эта книга призвана помочь начинающему научному сотруднику или инженеру освоить язык специальных функций и облегчить процесс пользования специальными математическими правочниками, дающими большое количество возможных вариантов для каждой функции, из которых нужно выбрать один наиболее подходящий.

В монографии рассматривается новый бурно развивающийся раздел теории нелинейных колебаний — стохастические и хаотические автоколебания в динамических системах. Исследование этих проблем весьма актуально для многих областей науки и позволяет по-новому взглянуть на известные явления, например турбулентность в жидкости, газе и плазме, позволяет предсказывать возможность сложного поведения конкретных систем разной природы. В книге приведено множество примеров механических, физических, химических и биологических систем, в которых наблюдаются стохастические и хаотические колебания. Для специалистов в области теории нелинейных колебаний, научных работников, инженеров, аспирантов и студентов старших курсов, интересующихся указанными проблемами.

В третьем томе Собрания научных трудов И.В. Курчатова помещены работы, выполненные И.В. Курчатовым в Лаборатории № 2 (ныне Российский научный центр «Курчатовский институт») главным образом за период с 1943 по 1951 г. Эти работы имеют непосредственное отношение к исследованиям и разработкам, которые проводились автором и его сотрудниками по сооружению и пуску первого советского физического реактора Ф-1 и первого советского промышленного реактора А для наработки плутония на комбинате «Маяк». Большая часть этих работ публикуется впервые. Приведены также документальные материалы (письма, записки, адресованные руководству страны и атомной отрасли, планы работ и т.п.), составленные в этот же период и относящиеся к вопросам строительства ядерных реакторов и их использования в производственных и научных целях. Для работников атомной промышленности, физиков, историков науки.

Эта монография есть развитие теоретических исследований двух предыдущих моих монографий. — «Теоретические основы геометрической физики и физической геометрии» и «СПИД и СПИД. Проблемы и решения», — опубликованных, соответственно, в 2002 и 2004 годах. Сделал я это для того, чтобы сосредоточиться на последовательном решении пусть концептуально одной, но фундаментальной проблемы всех теоретических проблем физики в геометрии и геометрии в физике, — разделительного объединения их всех «атомной» элементарной системой пространства из пространственно системных элементов самого же «атома» и объединительного разделения всех их пространственно системными элементами «атома» в «атомной» элементарной системе пространства. Осуществить все это, если и оказалось возможным, то только геометрической физикой атома и атомной физической геометрией. Здесь-то и открылась двуединая теория поля в вещественности вещества в полевости и вещества в полевости — поля в вещественности теория двуединая. По-сущсству, эта двуединая теория и есть концептуальные начала теории «великого объединения», о создании которой давно мечтают физики-теоретики всех стран.

Книга представляет собой развёрнутое, и вместе с тем очень интересное, изложение основных принципов и методов теоретической механики, сформировавшихся в эпоху Джеллетт и давших мощнейших толчок ее дальнейшему развитию. Это издание давно стало библиографической редкостью. В монографии Джеллетт рассмотрены все виды сил, четко сформулированы законы, которым подчиняется сила трения. Впервые внимание читателей обращается на различие между трением покоя и трением движения. Обсуждается проблема равновесия, приводятся примеры решения задач на равновесие системы материальных точек и системы твердых тел. Рассматриваются экстремальные положения равновесия, при которых малейшее изменение силы трения, приложенной к одной или более точкам системы, нарушает ее равновесие. Описывается движение материальной точки и системы материальных точек; исследуется движение твердого тела, и особое внимание уделяется случаю, в котором движение представляет собой чистое вращение вокруг неподвижной или изменчивой оси. Также автор проводит различие между обязательным и возможным равновесием, характерное для рассматриваемого вопроса; анализирует принципы, с помощью которых можно избежать неопределенности, так часто встречающейся в задачах, одной из действующих сил в которых является сила трения. Демонстрирует несколько разных задач, три из которых анализирует довольно подробно, это: задача о волчке, задача о фрикционных колесах и задача о локомотивах. Дополнительно прилагается подборка упражнений. Книга, несомненно, будет полезна для широкого круга математиков, механиков, физиков, историков науки.

В рамках единого подхода изучается задача анализа устойчивости и нелинейных колебаний механических систем, поведение которых описывается обыкновенными дифференциальными или дифференциально-разностными уравнениями с переменными коэффициентами. Рассматривается общая задача выбора динамических характеристик как обратная задача динамики и предлагается метод ее решения, включающий формализованную процедуру восстановления многокритериальной системы предпочтений лица, принимающего решение. Приводятся примеры. Книга может быть полезна научным работникам и аспирантам, специализирующимся в области теории устойчивости и нелинейных колебаний, а также в области проектирования летательных аппаратов. Первое издание книги вышло в 1992 г. в издательстве МАИ под названием «Некоторые задачи анализа и выбора динамических характеристик нелинейных систем».

В данной книге, состоящей из двух частей, изложены современные представления и оригинальные исследования по теории магистральных трещин, способных распространяться в твердых деформируемых телах, приводя к частичному или полному разрушению. Содержанием книги охватывается широкий круг вопросов поведения тел с трещинами — от критериев распространения трещины и до решения ряда сложных задач механики разрушения. Рассматриваются предельные и допредельные состояния равновесия при однократном, многократном, термическом и динамическом нагружениях в упругих, вязкоупругих, упругопластических и пьезоэлектрических телах с трещинами. Изложены методы экспериментального определения характеристик трещиностойкости материалов. Во второй части, составляющей содержание настоящего издания, дано систематическое изложение ряда специальных вопросов механики разрушения, к которым относятся эффекты водородосодержащей среды, коррозия под напряжением, термическое и динамическое нагружения, электромагнитные взаимодействия в пьезоэлектрических телах и др. Решения соответствующих задач сопряжены со значительными математическими трудностями, в связи с чем дня понимания этих разделов требуется повышенная математическая подготовка. Первая часть, выпущенная отдельной книгой (М.: URSS, 2008), посвящена основным критериям и методам механики упругого и упругопластического разрушения. Книга предназначена для студентов и аспирантов по специальностям «Механика твердого тела» и «Динамика и прочность машин», а также для научных и инженерно-технических работников, занимающихся механикой разрушения.

В данной книге, состоящей из двух частей, изложены современные представления и оригинальные исследования по теории магистральных трещин, способных распространяться в твердых деформируемых телах, приводя к частичному или полному разрушению. Содержанием книги охватывается широкий круг вопросов поведения тел с трещинами — от критериев распространения трещины и до решения ряда сложных задач механики разрушения. Рассматриваются предельные и допредельные состояния равновесия при однократном, многократном, термическом и динамическом нагружениях в упругих, вязкоупругих, упругопластических и пьезоэлектрических телах с трещинами. Изложены методы экспериментального определения характеристик трещиностойкости материалов. Первая часть книги, составляющая содержание настоящего издания, посвящена основным критериям и методам механики упругого и упругопластического разрушения. На конкретных примерах показаны результаты применения различных критериев разрушения для определения критических и допустимых длин трещин как при статических, так и при циклических нагрузках. Во второй части, выходящей отдельной книгой (М.: URSS, 2008), дано систематическое изложение ряда специальных вопросов механики разрушения. Книга предназначена для студентов и аспирантов по специальностям «Механика твердого тела» и «Динамика и прочность машин», а также для научных и инженерно-технических работников, занимающихся механикой разрушения.

Настоящая монография посвящена теоретическим и экспериментальным основам метода спектрометрии нейтрино низких энергий и, в частности, реакторных антинейтрино, а также представлению и анализу уникальных возможностей применения этого метода — как в прикладных реакторных исследованиях, так и в рамках фундаментальных исследований, связанных с физикой электрослабых взаимодействий. Монография предназначена для научных сотрудников, аспирантов и студентов, специализирующихся в физике элементарных частиц и атомного ядра, и всех, кто интересуется проблемами фундаментальной науки.

Дается описание первичных эталонов основных единиц системы СИ. Осуществляется классификация подвидов электрорадиоизмерений. Анализируются возможности построения базовых эталонов на квантовых эффектах и фундаментальных физических константах (ФФК). Приводится система электрических эталонов. Описываются эталоны параметров интенсивности электрических колебаний (от постоянного тока до СВЧ), эталоны параметров цепей (включая цепи с сосредоточенными постоянными), эталоны параметров формы и спектра радиосигналов. Намечаются перспективы развития эталонной базы в области электрорадиоизмерений. Книга предназначена для широкого круга специалистов, работающих в области электро- и радиотехники, может быть полезна учащимся ВУЗов.

Описана иерархия «газовых» моделей классической неплотной плазмы. В рамках этих моделей рассматриваются основные плазменные системы и их практическая реализация: равновесные конфигурации, линейные и ударные волны, стационарные течения, элементы плазмохимии и принципы плазменных лазеров. В конце книги описаны прикладные плазмодинамические системы.

Настоящая книга представляет собой научное исследование в области изучения физических процессов с позиций вопросов, сформулированных А. Эйнштейном: «Как устроена природа (и как происходят природные явления)» и «Почему природа является именно такой, а не другой». На основании этих вопросов автор разграничивает физическую науку, как науку о природе, на описание физических процессов с позиций механики, которая отвечает на первый вопрос (Часть 1), и описание физических процессов с энергетических позиций, определяемых электродинамикой Максвелла и специальной теорией относительности Эйнштейна (Часть 2). На основе положения специальной теории относительности об эквивалентности энергии и массы и представлений об электромагнитном поле формулируется понятие «энергия», которое до этого определялось только с позиций механики как «потенциальная» и «кинетическая» энергия движения материальных тел. Определение энергии как «постоянного движения электромагнитных волн» делает возможным «физическую реальность закона сохранения энергии — массы и баланса количества движения». Выдвинутый автором «принцип концентрации внутренней энергии» является развитием положений специальной теории относительности и позволяет обосновать механизм спонтанности физических процессов на атомарном, молекулярном и макромолекулярном уровнях неорганической и органической природы. На основе критического разбора обширного литературного и экспериментального материала автор обосновывает концепцию единства энергетического механизма эволюции неорганической и органической природы, высшим проявлением которой является человечество. Это единство энергетического механизма существенно приближает науку о природе — физику к разрешению проблемы о «Единстве физической картины мира» М. Планка и осуществлению «Мечты об окончательной теории» С. Вайнберга. Книга содержит важные научные и исторические сведения. Она может быть полезным учебным пособием для студентов как физических, так и гуманитарных специальностей.

Излагаются теоретические основы описания процессов образования и распространения акустических возмущений в турбулентном слое смешения потока с окружающей средой и вне поля турбулентного потока. Анализируются результаты экспериментальных исследований звуковых полей турбулентных струй. Определение картины пространственного распределения шума турбулентной струи осуществляется исходя из теоретических моделей, позволяющих учитывать эффекты погружения источников шума в движущуюся среду с градиентами средней скорости и температуры потока и выделить процессы, связанные с генерированием и распространением звука в поле турбулентного потока. Представлены результаты оценки интенсивности акустического излучения струй, истекающих из сопел различной формы, и оценки эффективности ряда средств снижения шума струйных течений. Для научных работников и инженеров, занимающихся исследованиями аэродинамических источников шума и методов его снижения, а также для преподавателей, аспирантов и научно-исследовательских организаций, изучающих и решающих различные проблемы механики сплошных сред, акустики и аэроакустики.

Монография посвящена исследованию низкотемпературной плазмы с помощью стабилизированных электрических дуг. Рассмотрены вопросы термодинамического равновесия, расчет состава, термодинамические, транспортные и оптические свойства низкотемпературной плазмы.

В книге рассматривается обширный круг вопросов из различных областей физики, физической химии, астрофизики, с которыми имеет дело газо- и гидродинамика. Излагаются основы газовой динамики и теория ударных волн, теория переноса излучения. Рассматриваются термодинамические и оптические свойства вещества при высоких температурах и давлениях, кинетика диссоциации, ионизации и других неравновесных процессов, явления, связанные с излучением света и лучистым теплообменом в ударных волнах и при взрывах, вопросы распространения ударных волн в твердых телах и т.д. Авторам монографии принадлежит большое число оригинальных работ в рассматриваемой области науки, которые нашли свое отражение в книге. Книга послужит ценным практическим пособием для широких кругов физиков, механиков и инженеров, занимающихся прикладной физикой и новой техникой. Она будет полезна студентам и аспирантам соответствующих специальностей, а также всем физикам и механикам, желающим познакомиться с основами науки об ударных волнах.

Вниманию читателя предлагается новаторское исследование. В нем приводится переосмысление, казалось бы, незыблемых, внешне совершенно ясных утверждений Специальной теории относительности (СТО). Как известно, СТО описывает зависимость пространственно-временных характеристик системы от ее движения. В движущейся системе время замедляется, а пространственные размеры в направлении перемещения сокращаются. Автор полагает, что СТО следует продолжить до логически завершенного применения к реальности ее собственных постулатов. По мысли автора, законченности СТО. когда она создавалась, воспрепятствовали два обстоятельства: релятивистская интерпретация опыта Майкельсона и отсутствие понимания природы времени. В данном труде показывается, что в действительности произошло в опыте Майкельсона. Приводятся геометрические, математические и физические доказательства несокращения тел при движении. Приведены причины арифметической видимости таких сокращений. Формулируется определение времени. Это позволяет найти рациональное физическое объяснение тому, что стоит за эффектом замедления времени в движущихся системах. Продолженная теория относительности приводит к революционным выводам. Возвращается принцип абсолютного времени, движения и пространства. При этом сохраняется относительное движение и время. Появляется возможность измерения скорости и направления движения внутри инерциальных систем, открывается способ проникновения в прошлое и будущее человечества.

В книге изложены результаты экспериментального обоснования и теоретического доказательства с помощью универсального математического «детектора лжи» — закона сохранения энергии, — изменения трансимпульса и гироимпульса замкнутой механической системы. Математически доказано, что материальное тело, равномерно движущееся по окружности, движется без ускорения, хотя и движется с двумя ускорениями: центростремительным и центробежным. Акселерометры (приборы для измерения ускорений) также показывают, что ускорение материального тела, движущегося равномерно по окружности, равно нулю. Однако в настоящее время школьники и студенты вынуждены слушать одиозные басни «птолемеев» XXI-го века н.э. — профессоров общей физики, теоретической механики и математики о равномерном движении материального тела по окружности с ускорением. С одним только центростремительным ускорением. Сформулированы и доказаны теоретически и экспериментально другие новые закономерности и теоремы взаимодействий и движений материальных тел, а затем с помощью этих закономерностей и теорем решены задачи, которые до этого или вовсе не имели решения, или имели громоздко-топорные или одиозно-ошибочные решения.

В монографии обобщены литературные данные и собственные экспериментальные и теоретические работы авторов в области нестационарных струйных течений расширения и их взаимодействия с преградой в зависимости от начальных и граничных условий, приведены данные о технике эксперимента по исследованию нестационарных трехмерных течений и методике обработки результатов, описаны разработанные физическая и математическая модели исследованных пространственных течений сжимаемого газа. Для специалистов в области газовой динамики.

Монография посвящена проблеме критических явлений и фазовых переходов вещества. Критические явления рассматриваются, исходя из уравнений Гиббса для критического состояния вещества. Хотя эти уравнения относятся к критической точке между жидкостью и газом, допускается их применение для критических точек между твердотельными фазами. Новизна этого обобщения состоит в том, что уравнения Гиббса для критического состояния вещества оставались до сих пор неизвестными или во всяком случае неиспользованными. Между тем эти уравнения дают характеристические условия критического состояния и позволяют установить аналитические зависимости для свойств вещества в критической области. В монографии приводятся решения уравнений Гиббса для критического состояния вещества и вытекающие из него следствия, в частности вычисление критических индексов. Для научных сотрудников, инженеров, аспирантов и студентов, изучающих молекулярную физику, теплофизику и физическую химию.

В книге излагается полное исследование классической задачи об устойчивости перманентных вращений вокруг вертикали тяжелого твердого тела с неподвижной точкой (вращений Штауде). Для наиболее простых частных случаев, когда центр масс тела лежит на главной оси инерции или когда тело динамически симметрично, проведен полный нелинейный анализ устойчивости во всем допустимом диапазоне изменения параметров задачи. Для случая расположения центра масс тела в главной плоскости инерции и для общего случая распределения масс в теле получен подробный линейный анализ устойчивости, в ряде случаев найдены достаточные условия устойчивости. Большая часть излагаемого в книге материала представляет собой собственные исследования автора и публикуется впервые.

Издание столь полного Собрания научных трудов классика математики и естествознания Н.Н. Боголюбова предпринимается впервые. Оно будет состоять из двенадцати томов. Уникальность издания определяется тем, что включенные в него работы никогда прежде не публиковались совместно. Десятый том составляет фундаментальная монография Н.Н. Боголюбова и Д.В. Ширкова, выдержавшая четыре издания на русском языке и переведенная на основные европейские языки. Эта книга предопределила многие направления развития квантовой теории поля во второй половине XX века. Ее последнее русское издание (1984) стало библиографической редкостью. Для студентов, аспирантов, научных работников и преподавателей, специализирующихся в области математической физики, квантовой теории поля, теории элементарных частиц и истории физики.

В монографии предложен системный подход к интеграции наук на основе единой термодинамической (безгипотезной) теории скорости процессов переноса и преобразования любых форм энергии независимо от их принадлежности к той или иной области знания. Теория, названная для краткости энергодинамикой, базируется на введении дополнительных параметров пространственной неоднородности, позволяющих перейти к изучению части через целое и рассматривать объекты с любым конечным числом степеней свободы, вплоть до изолированных систем. Обобщая классический термодинамический метод характеристических функций на пространственно неоднородные и локально неравновесные системы, она позволяет осуществить синтез равновесной и неравновесной термодинамики, классической и квантовой механики, теории теплообмена и массообмена, гидродинамики и электродинамики. При этом важнейшие принципы, законы и уравнения этих дисциплин получены дедуктивным путем как логические и математические следствия энергодинамики. Значительное внимание уделено в книге устранению ряда паралогизмов термодинамики, обусловленных ее необоснованной экстраполяцией, и анализу нетривиальных результатов, полученных практически в каждой области приложения энергодинамики. Книга ориентирована на широкий круг читателей, интересующихся базовыми концепциями современного естествознания, явлениями на стыках наук, проблемами эволюции и альтернативной энергетикой. Она может быть полезной также и для специалистов, заинтересованных в поиске путей преодоления современного кризиса теоретической физики, укреплении концептуальной базы естествознания, в междисциплинарной подготовке студентов и интеграции знаний.