Научная, учебная литература для специалистов

Движущееся по окружности материальное тело не приближается к центру окружности и не удаляется от него, а движется на постоянном расстоянии от центра окружности, равном длине радиуса окружности, без центростремительной скорости и без радиального центростремительного и центробежного ускорения независимо от окружной скорости тела. Эта аксиома не нуждается в математических доказательствах. В настоящее время в головы школьников и студентов продолжают вдалбливать одиозно-ошибочную догму о равномерном движении тела по окружности только с центростремительным ускорением. Однако эта догма противоречит фактам движения материальных тел и частиц по окружностям, круговым траекториям и орбитам, противоречит закону сохранения энергии, противоречит законам движения, противоречит определению механического движения, противоречит аксиоме движения по окружности.

В рамках специальной теории относительности (СТО), как теории пространства-времени, построена релятивистская теория гравитации (РТГ). Она является альтернативой общей теории относительности (ОТО). Ее выводы, особенно в сильных гравитационных полях, кардинально отличаются от выводов ОТО. В РТГ источником гравитационного поля является сохраняющийся тензор энергии-импульса всех полей материи, включая и гравитационное поле. Гравитационное поле рассматривается как физическое поле со спинами 2 и 0, развивающееся в пространстве Минковского. В теории имеют место законы сохранения энергии-импульса и момента количества движения для всей материи, включая гравитационное поле. Полевой подход позволяет однозначно построить теорию гравитационного поля как калибровочную теорию. Теория объясняет результаты всех гравитационных эффектов в Солнечной системе. В теории открылось новое свойство гравитационного поля не только замедлить своим действием ход времени, но и остановить процесс замедления, а, следовательно, и процесс сжатия вещества. Возникает явление «самоограничения» гравитационного поля, которое играет важную роль во Вселенной. Согласно РТГ, однородная и изотропная Вселенная может быть только «плоской» и развивается циклически от некоторой максимальной плотности до минимальной и т.д. При этом теория устраняет известные проблемы ОТО: сингулярности, причинности (горизонта), плоскостности (евклидовости). Эффект «самоограничения» поля исключает также возможность образования «черных дыр». Из теории следует, что помимо наблюдаемой материи во Вселенной должна существовать большая скрытая масса «темной» материи. Книга предназначена для научных работников, аспирантов, студентов старших курсов, специализирующихся в области теоретической физики.

Результат исследования физических свойств поля Хиггса, показал: Поле Хиггса это особый вид материи, лежащей в основе всего материального мира – Вселенной. Поле Хиггса – идеальная сплошная среда, скалярное поле потенциальной энергии, пространственно-временной континуум, представляет собой механическую систему с бесконечным числом внутренних степеней свободы, описываемую скалярным полем плотности потенциальной энергии и векторным полем скоростей. Частицами скалярного поля Хиггса являются: Отрицательный двойной бозон Хиггса, Положительный двойной бозон Хиггса и нейтральный Z бозон, объединяющий их! Вся бесконечная Вселенная в целом это уникальная тройная неразрывная структура, состоящая из Отрицательного двойного бозона Хиггса, Положительного двойного бозона Хиггса и Z бозона нейтральной поверхности раздела фаз скалярного поля потенциальной энергии.

Почему «стрела времени» направлена только из Настоящего в Будущее? Почему скорость света является предельно большой? Почему после слияния протона с нейтроном в ядре атома сумма их масс становится меньше их суммарной массы до слияния, т. е. почему возникает дефект масс? Почему, если находящееся внутри гироскопа тело ротора быстро вращается, то его ось удерживает свое положение в пространстве? Перечисленные выше вопросы и ответы на них, приведенные в настоящей работе, говорят о том, что «Метод трех постулатов» обладает, по-видимому, соответствующими возможностями и способностью. По поводу этого метода следует сказать, что он возник из-за необходимости посмотреть, наконец, на окружающий нас Мир и на его устройство с некоторой принципиально иной, — чем это делается сейчас, — точки зрения. Главная особенность последней состоит в том, что в предлагаемом новом способе описания окружающего нас Мира нет тех непреодолимых трудностей, которые имеются в существующем ныне «волновом» способе его описания. Так, в новом способе нет никаких волн света и волн иного излучения, а лучи света, в частности, распространяются в пространстве как бы сами собой, при помощи двойных поворотов особых векторов Пустоты без всякого участия «эфира».

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.

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.

Многократно издававшееся руководство профессора В. Демтрёдера «Лазерная спектроскопия» широко известно во всем мире, как уникальное издание, полная энциклопедия лазерной спектроскопии. При кардинальной переработке учебника для четвёртого двухтомного издания автор существенно обогатил его новыми достижениями в таких областях, как спектроскопия с помощью коротких и ультракоротких лазерных импульсов, спектроскопия высокого разрешения с помощью перестраиваемых лазеров, спектроскопия одиночных частиц, лазерное охлаждение и лазерные ловушки, новые метрологические возможности, возникшие с появлением фемтосекундной техники, новые типы полупроводниковых лазеров и многое другое. Книга будет востребована как студентами и преподавателями, так и научными работниками, чьи интересы связаны с оптикой, лазерной физикой и спектроскопией.

Книга представляет собой краткое введение в квантовую информатику для читателей, не изучавших предварительно квантовую механику. В первой части книги проводится изложение основ волновой квантовой механики и ее приложений к описанию энергетических спектров электронов в атомах, полупроводниках и низкоразмерных наноструктурах. Она завершается рассмотрением полупроводниковых транзисторов (битов) в классических компьютерах. Во второй части производится переход к матричному представлению квантовой механики. Рассмотрены спин и двухуровневые атомы, реализующие квантовые биты (кубиты). Рассмотрены два режима функционирования двухуровневых атомов, взаимодействующих с электромагнитным полем: режим вынужденного излучения в лазерах и нестационарные когерентные атомные процессы. Проведена аналогия второго режима с режимом функционирования кубитов при квантовых вычислениях. Рассмотрены квантовые логические операторы, квантовые схемы, простейшие квантовые коммуникационные протоколы и квантовые алгоритмы, демонстрирующие экспоненциально большие ресурсы квантовых вычислений. Дан обзор современного состояния проблемы физической реализации квантового компьютера с использованием в качестве кубитов спинов, атомов, фотонов, а также макроскопических квантовых сверхпроводников. Книга может служить пособием для студентов физико-математических специальностей, а также представлять интерес для широкого круга читателей, интересующихся современными проблемами физики.

В монографии представлены результаты исследования колебаний слоистых упругих и вязкоупругих, пологих сферических и цилиндрических оболочек и пластин. В первой части приведены общие соотношения, уравнения движения упругих и вязкоупругих сред, методы решения. Во второй части приведены решения осесимметричных задач о колебании сферической пологой, слоистой упругой или вязкоупругой оболочки. В третьей части рассмотрены решения задачи о совместных колебаниях пологих цилиндрических оболочек и деформируемой среды, а также колебания трехслойной пластины, лежащей на основании, при воздействии подвижной нагрузки. Для научных работников в различных областях технических наук, аспирантов и магистров.

Рассматривается движение спутных коаксиальных циркуляционно-продольных потоков жидкости со взаимно противоположным вращением. Та­кое течение называется контрвихревым и применяется в современных техно­логиях микробиологической и химической промышленности, в гидротехнике, гидроэкологии, энергетике, двигателестроении. Рассмотрены вопросы матема­тического и численного моделирования контрвихревых течений, а также гид­равлика таких потоков, в том числе методики гидравлических расчетов соору­жений и оборудования, основанных на их использовании. Для научных и инженерно-технических работников, аспирантов и студен­тов старших курсов.

В книге систематически и доступно изложены основы классической (без вторичного квантования) полевой теории элементарных частиц, их электромагнитных и слабых (электрослабых) взаимодействий. Вкратце описаны поля свободных массивных и безмассовых частиц со спином 0, 1 и 1/2. Обсуждены исходные положения и подробно разобраны узловые этапы построения калибровочной теории электрослабых взаимодействий Вайнберга-Глэшоу-Салама. Рассмотрена и применена простая схема описания и расчета электромагнитных и слабых процессов в классической теории полей, основанная на использовании метода функций Грина и теории возмущений. Дана унифицированная матричная формулировка излагаемой теории свободных и взаимодействующих полей. Рассчитана на научных работников, преподавателей, аспирантов и студентов. Может быть использована в качестве учебного пособия для начинающих.

В настоящей книге изложена современная точка зрения на теорию гравитации, ее успехи и трудности, перспективы ее включения на базе калибровочных и обобщенных моделей в объединенную теорию элементарных частиц. Освещена предыстория создания общей теории относительности, изложены ее основы. Рассмотрены проблемы систем отсчета, энергии гравитационного поля, гравитационных сингулярностей, квантования гравитации. Книга адресована физикам — научным работникам, студентам и аспирантам физико-математических специальностей, а также широкому кругу лиц, интересующихся современным состоянием теории гравитации.

Пособие содержит описание лекционных демонстраций по основным и принципиально важным оптическим явлениям в диапазоне СВЧ. Демонстрационные опыты включают учебные исследования свойств электромагнитных волн и охватывают все основные разделы волновой оптики: интерференцию, дифракцию, поляризацию и дисперсию.

Настоящая книга посвящена проблемам теории времени. В основе исследования лежит представление о пространстве-времени как об абсолютном Мире событий. Показано, что распространенное восприятие времени как череды последовательных моментов, текущих от Прошлого к Будущему, является следствием четырехмерной топологической формы тела человеческого существа. Иначе говоря, по И. Канту, время — не что иное, как априорная форма восприятия Мира, данная человеку с момента рождения. В книге обсуждаются принципы работы машины времени; даются оценки физических условий, при выполнении которых в природе может быть запущен естественный механизм, порождающий машину времени. Формулируются законы времени, вследствие которых Прошлое предстает тем более неорганизованным и состоящим из массы противоречивых фактов, чем далее оно отстоит от Настоящего. Дается математический вывод этих законов времени, основанный на предположении о случайных свойствах времени. Изучаются спонтанные квантовые крупномасштабные флуктуации времени. Излагается формальная теория мультиверса, то есть множества взаимодействующих параллельных вселенных, которая дает возможность строить квантовую теорию времени в понимании Де Витта-Уилера-Дойча. Дается теоретико-топосная модель теории мультиверса, в которой множественность Вселенной проявляется в принципиальной невозможности абсолютно точно измерить фундаментальные физические константы. Книга предназначена для математиков, физиков и философов, а также широкого круга читателей, интересующихся вопросами теории пространства-времени.

Физика представляет собой завершенную теорию детерминированного мира физических объектов Мироздания, начинающегося нулевым иерархическим уровнем и содержащего ряд промежуточных уровней вплоть до верхнего космогонического уровня, оказывающегося непосредственно замкнутым на нулевой уровень. Базовыми элементами построения являются две нераздельно взаимосвязанные пары первичных сущностей: электрический и магнитный ток, отрицательный и положительный заряд. Такая база сделала возможным единое, методически однородное описание, не зависящее от уровня иерархии объектов и обеспечивающее разрешение основных проблем современной фундаментальной науки: — сущность заряда и массы; — соотношения масс электрона, мюона и протона; — строение элементарных частиц, атомного ядра и атома; — единое уравнение состояния для всех фазовых форм вещества; — причина движения и источник внутреннего энерговыделения небесных тел; — гравитация; — генезис и содержание химических элементов во Вселенной; — некоторые проблемы космологии. Положения Физики подтверждены многочисленными количественными оценками, которые с высокой точностью соответствуют известным фундаментальным физическим данным. Все основные результаты получены путем численного моделирования, однородные методы которого отражены в той мере, которая достаточна для их самостоятельного воспроизведения. Положения теории и результаты моделирования представлены в 33 таблицах и на 150 рисунках. Для чтения, понимания и дальнейшего развития положений Физики достаточно среднего уровня знаний, соответствующего программе первого курса технического университета.

В этой книге выпускник Московского физико-технического института, кандидат физико-математических наук Магафуров Игорь рассказывает о своих многолетних исследованиях природы «неслучайных совпадений». Анализируя последовательности «случайных» чисел, полученных в результате измерений физических величин и демографических параметров, автор делает вывод о том, что в хаосе присутствует определенный порядок. Результаты, полученные автором, публикуются впервые.

Рассмотрены задачи о свободной струе, следе за плохо обтекаемым телом, струе, стесненной твердыми стенками и др. Дается систематический анализ многочисленных экспериментальных данных о профилях скорости, температуры и концентрации примеси, а также об очертании зоны турбулентного перемешивания. Излагается теория турбулентных газовых струй, в том числе сильно подогретых и сверхзвуковых. Решено несколько задач о растекании струи в ограниченном и полуограниченном пространстве. Также содержит различные приложения теории струи, многие из которых разработаны впервые или переработаны заново.

Рассмотрены общие вопросы взаимодействия водорода со сталями, построены модели деформирования и разрушения неравномерно прогретых толстостенного трубопровода и круглой пластины, приведены и проанализированы результаты численного эксперимента по расчету напряженного состояния и разрушения толстостенного трубопровода в указанных условиях при различных режимах внешних воздействий. Для специалистов, может быть полезно студентам и аспирантам технических вузов.

В настоящей монографии изложена универсальная бифуркационная теория динамического хаоса во всех нелинейных системах дифференциальных уравнений: диссипативных и консервативных, автономных и неавтономных, обыкновенных, с частными производными и с запаздывающим аргументом, описывающих многочисленные сложные природные, научно-технические и социально-экономические явления и процессы. Решена проблема топологической структуры нерегулярных аттракторов диссипативных систем, разработана бифуркационная теория динамического хаоса в консервативных и гамильтоновых системах, создана бифуркационная теория пространственно-временного хаоса и турбулентности в системах уравнений с частными производными. Все аналитические результаты и выводы подтверждены численными расчетами и проиллюстрированы многочисленными примерами реальных моделей физических, химических, биологических, экономических и социальных систем и процессов. Книга предназначена для научных работников, аспирантов и студентов старших курсов, интересующихся проблемами хаотической динамики и устройством окружающего нас сложного нелинейного мира.

В настоящей монографии рассматриваются нелинейные системы, подверженные действию параметрического периодического возмущающего воздействия в условиях главного параметрического резонанса. Рассматриваются задачи синтеза законов виброгашения с обратной связью, обеспечивающих (в гармоническом приближении) режимы с минимальной амплитудой колебаний. На интенсивность виброгасящего воздействия, которое может быть как силовым, так и параметрическим, налагается интегральное квадратичное ограничение. Исследуются режимы систем с виброгасящими воздействиями, анализируется их устойчивость, указываются способы обеспечения устойчивости режима с минимальной амплитудой и устранения (либо дестабилизации) побочных режимов. Рассматриваются различные типы нелинейностей — упругого, диссипативного и автоколебательного типа. Использованная процедура, включающая в себя сочетание гармонической линеаризации и вариационных методов, позволяет получить решения практически в замкнутой аналитической форме, в том числе и для одномерных систем со многими степенями свободы. Единственная вычислительная процедура, необходимая для решения задачи синтеза, заключается в решении алгебраического уравнения относительно минимальной амплитуды. Материал книги содержит оригинальные и ранее не опубликованные результаты, полученные автором в 2010-2011 гг. Книга предназначена для научных работников и инженеров, работающих в области расчета и проектирования колебательных систем в различных областях техники; может также представлять интерес для аспирантов и студентов соответствующих специальностей.

Книга посвящена общим вопросам теории активных фазированных антенных решеток. Приведены структурная и различные функциональные схемы построения приемопередающих АФАР. Решена задача синтеза оптимального амплитудного распределения по раскрыву АФАР в режиме передачи при наличии ограничений на максимальную амплитуду выходных сигналов активных модулей и энергетический потенциал. На основе синтеза канала приема определен коэффициент усиления активных модулей, обеспечивающий при различных амплитудных распределениях по раскрыву минимально возможное значение удельной спектральной плотности мощности шума. Разработаны методы электродинамического и статистического анализов АФАР с учетом электродинамических свойств антенного полотна и характеристик AM, в общем случае — нелинейных. Рассмотрен метод спектрального (и спектрально-корреляционного) анализа пространственно-частотной (пространственно-временной) структуры поля излучения при наличии временных и частотных искажений непрерывных и импульсных сигналов. Проведено сравнение активных и пассивных ФАР по спектральным характеристикам, характеру распределения побочного излучения при наличии аддитивной и мультипликативной внутрисистемных помех, а также отношению шум/сигнал в режиме передача-прием. Показаны особенности использования математического моделирования на различных этапах проектирования АФАР. На основе метода экспертных оценок осуществлена структурная оптимизация одного из основных узлов АФАР — активных модулей. Изложены вопросы разработки математических моделей и численного моделирования процесса восстановления суммарных и разностных характеристик направленности АФАР в реальном масштабе времени при отказах активных модулей. Для научных работников, инженеров, специализирующихся в области антенных систем. Может быть полезна аспирантам и студентам старших курсов радиотехнических специальностей вузов.

Основой теории является физическая модель, описывающая разрушение процессом одновременного преодоления сопротивления материала отрыву, сдвигу и раздавливанию. Это позволило получить условия прочности в общем виде по всей длине силового потока, описать возможные схемы разрушения, трещиностойкость элементов и конструкций, учесть их специфические особенности, создать новые и усовершенствовать существующие методики расчета. Теория в отличие от существующих легко доступна в изучении. Поэтому она рекомендуется для использования в учебном процессе, в научных исследованиях магистрами и аспирантами, реальном проектировании.

Движущаяся по окружности материальная точка не движется по радиусу окружности. Эта аксиома не требует математических доказательств. Следующий из этой аксиомы вывод, что по окружности материальная точка движется без радиального центростремительного ускорения, также не требует математических доказательств. Содержащиеся в книжке факты, рисунки и теоретические расчеты не доказывают, а только поясняют аксиому движения материальной точки по окружности.