Прикладная физика

Рассмотрен процесс фотолитографии. Изложено описание процедур проведения экспериментов по определению разрешающей способности операций фотолитографии и жидкостного травления тонкопленочных медных структур. Представлена методика обработки полученных результатов травления и выявления на их основе бокового подтрава токопроводящих структур и неравномерности тонкопленочного покрытия по площади заготовки. Для студентов, изучающих дисциплины «Технология и оборудование микро- и наноэлектроники», «Процессы и оборудование микротехнологии».

В монографии на основе общих подходов механики сплошной среды представлена теория динамической пороупругости, описывающая напряженно-деформированное состояние пористых упругих тел, насыщенных жидкостью. Значительное внимание уделено разработке численных алгоритмов на основе метода конечных элементов для расчета вынужденных гармонических колебаний пороупругих механических систем. В книге представлены математические модели биологических тканей и биомеханических структур в виде эффективной пороупругой среды. С математической точки зрения иссле-дуются вынужденные колебания некоторых элементов опорно-двигательного аппарата человека и распределение давления жидкости в системах пор тканей, изучается взаимосвязь движения жидкости с резонансными режимами колебаний биомеханических структур. Издание предназначено для студентов и аспирантов, изучающих механику деформируемого твердого тела и численные методы, для специалистов в области биомеханики тканей и опорно-двигательного аппарата.

Учебно-методическое пособие предназначено для проведения аудиторных практических занятий и самостоятельной работы по дисциплине «Физические основы электроники» для студентов II курса по направлениям 11.03.03 «Конструирование и технология электронных средств» и 11.03.02 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи».

В пособии приведены примеры и задачи с развернутыми численными решениями с целью выработки навыков практических расчетов электрических цепей, необходимых для понимания и изучения проблем эффективного генерирования, распределения и использования электрической энергии. Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальностям среднего профессионального образования, при изучении электротехники.

В пособии изложены теоретические основы механики идеальной сплошной среды и теории детонационных волн, необходимые для понимания взрывных процессов. Предварительно описаны необходимые базовые понятия. Детально рассмотрены вопросы, связанные с нестационарным течением идеальной сплошной среды в случаях непрерывного и разрывного волнового движения. В каждом разделе рассматриваются соответствующие задачи в виде качественного анализа либо необходимые методы расчета.

Рассмотрены оптические модели земной атмосферы в ультрафиолетовом, видимом, ближнем инфракрасном и среднем инфракрасном спектральных диапазонах. Описаны модели газовой, аэрозольной и турбулентной атмосфер. Приведены высотные профили коэффициентов поглощения земной атмосферы для разных сезонов и высотная оптическая модель континентального аэрозоля для ультрафиолетового (0,3471 мкм), видимого (0,53 мкм) и ближнего (1,06 мкм) инфракрасного спектральных диапазонов с оптическими характеристиками, определяющими энергетику монохроматического лазерного излучения при распространении в аэрозольной атмосфере. Для студентов, обучающихся по направлениям подготовки «Лазерная техника и лазерные технологии» и «Оптотехника», приведенные материалы могут быть использованы при выполнении курсовых и выпускных квалификационных работ, в рамках научно-исследовательской работы студентов, а также могут представлять интерес для аспирантов соответствующего профиля.

Предназначено для самостоятельной подготовки к выполнению лабораторной работы «Качество системы стабилизации курса самолета» по дисциплине «Управление техническими системами». Издание будет способствовать углубленному изучению раздела «Качество управления линейными системами автоматического регулирования (САР)» указанной дисциплины, освоению интегрального метода оценки качества САР, приобретению навыков построения системы дифференциальных уравнений, описывающих поведение САР, синтеза и построения структурных схем, соответствующих этим уравнениям, редактирования параметров, получения, визуализации и анализа результатов расчетов, формулировки выводов о характере и качестве переходных процессов САР. Для студентов магистратуры, обучающихся по направлению подготовки 15.04.03 «Прикладная механика».

Приведены основы термометрии, последовательность подготовки к измерению температуры на практике, а также рекомендации к определению и коррекции погрешности измерений. Предназначено для формирования у обучающихся системных знаний по проведению измерений температуры и обработке полученных данных. Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям 16.03.03, 16.04.03 «Холодильная, криогенная техника и системы жизнеобеспечения», 16.05.01 «Специальные системы жизнеобеспечения», изучающих курсы «Приборы и техника измерений», «Приборы и техника измерений специальных систем жизнеобеспечения», «Приборы и техника эксперимента», «Приборы и техника эксперимента систем жизнеобеспечения», «Техника низкотемпературного эксперимента», «Средства измерения параметров низкотемпературных систем», а также для широкого круга читателей, стремящихся повысить свою квалификацию по вопросам проведения измерений температуры.

Монография предназначена для студентов бакалавриата и магистратуры обучающихся по направлению 03.03.02 – физика и 03.03.03 – радиофизика. Основное внимание уделено вопросам распространения и дифракции электромагнитных волн в искусственных средах имеющих упорядоченную структуру – так называемым фотонным кристаллам (ФК). Описаны современные строгие электродинамические методы анализа фотонных кристаллов. Исследуются явления полос непрозрачности, зависящих от поляризации и направления распространения собственных волн кристалла. Приводятся методики гомогенизации фотонного кристалла в области низких частот. Показаны результаты синтеза и строгого анализа фокусирующих устройств выполненных из ФК.

Приведены методы анализа, выбора и расчета прецизионных механизмов микро- и наноперемещений с учетом их функционального назначения и заданных параметров движения исполнительных механизмов оборудования для микро- и нанотехнологий. Рассмотрены методы вибрационной защиты прецизионного оборудования, принципы разработки динамических моделей и алгоритм процесса управления прецизионными механизмами перемещений для обеспечения требуемых параметров. Определены основные параметры механизмов прецизионных перемещений. Для студентов, обучающихся по направлениям подготовки 11.03.04 «Электроника и наноэлектроника» 28.03.02 «Наноинженерия».

Предназначено для формирования у студентов системных знаний по основополагающим для принятия решений вопросам при проведении анализа и проектировании парокомпрессионных холодильных машин. Содержит подробное описание современных холодильных агентов и принципов их выбора. Описаны типовые одноступенчатые циклы и особенности их анализа. Представлены наиболее используемые многоступенчатые циклы холодильных машин и принципы сравнения их энергетической эффективности. Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки 16.03.03, 16.04.03 «Холодильная, криогенная техника и системы жизнеобеспечения», 16.05.01 «Специальные системы жизнеобеспечения», изучающих курсы «Теоретические основы холодильной техники» и «Холодильная техника».

Пособие предназначено для самостоятельной реализации алгоритма и процедуры определения характеристик эксплуатационных нагрузочных режимов и показателей, используемых при оценке эффективности системы виброизоляции наземных транспортно-технологических комплексов. Решение этой задачи выполняется в частотной области с учетом нелинейных характеристик основного блока виброизоляции при случайном возмущении от микропрофиля дорожной поверхности. В данном случае для получения выходных характеристик динамической системы используются три метода статистической линеаризации. Результаты решения задачи представляются в виде раздельно-частотной и интегральной оценок вибрационной безопасности, параметров нагрузочного режима. Для студентов, обучающихся по направлению подготовки магистратуры 23.04.02 «Наземные транспортно-технологические комплексы» (магистерская программа «Колесные машины», дисциплина «Статистическая динамика»).

Изложены методы исследования акустических колебаний в биологии и медицине. Особое внимание уделено экспериментальным методам исследования механизмов воздействия ультразвука на биологические ткани. Рассмотрены различные типы ультразвукового терапевтического и хирургического оборудования для выполнения практических заданий по курсу «Основы медицинской акустики». Содержатся пять лабораторных работ, демонстрирующих возможности ультразвукового воздействия на водные растворы и модельные клеточные структуры. Для студентов бакалавриата и магистратуры, обучающихся на 3-м курсе по направлениям подготовки 12.03.04 и 12.04.04 («Биотехнические системы и технологии»).

Фронтальный рост тел часто сопровождается изменением фазового состояния вещества, приводящего к превращению свойств и плотности, что в свою очередь приводит к возникновению или изменению напряженно-деформированного состояния растущего тела. Примеры тому: твердение больших металлических отливок, выращивание и твердение бетонных изделий и зданий, аддитивные технологии, намоточные толстостенные изделия из армированных анизотропных полимеров, выращивание кристаллов и многоцентровое отверждение (например поликристаллы), растущая кора и развитие планет при действии гравитации, рост скелетов живых организмов и т.п. В книге применяется теория в двух вариантах (дискретная и континуальная), в компетенции которых входят указанные выше практически важные проблемы. Эти теории способны описать кинетику НДС указанных разнообразных фронтально растущих твердых растущих тел, включая при необходимости гравитационное сжатие и разрушение атома. Для научных работников, аспирантов, инженеров строительной области.

Учебно-методическое пособие составлено в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования с учетом рекомендаций примерной основной образовательной программы высшего образования по магистратуре. Цель пособия – повышение уровня освоения компетенций в области проектирования зданий и сооружений по современному строительству объектов мирового опыта проектирования и строительства. Пособие состоит из двух частей, содержит теоретический материал, примеры расчета и рекомендации для приобретения практических навыков, необходимых для разработки проектных решений по проектированию и строительству зданий и сооружений. Предназначено для решения архитектурно-строительных задач в области физики среды на практических занятиях и в курсовых работах и проектах обучающимися магистратуры. Для обучающихся по направлению подготовки 08.04.01 Строительство.

Представлены результаты научно-исследовательской работы в области получения и изучения морфологических, магнитных и электрофизических свойств наночастиц вакуумно-дугового синтеза на основе оксидов металлов. Созданы математические модели синтеза наночастиц с учётом процессов расплавления материала катода в катодном пятне. Изучены магнитные свойства полученных образцов наночастиц методами вибрационной магнитометрии и магнитной силовой микроскопии. Методом импедансной спектроскопии исследованы электрофизические и диэлектрические свойства наночастиц. Предназначена для научных работников и инженеров, специализирующихся в области порошковой металлургии и композиционных материалов, физики конденсированного состояния, физики магнитных явлений. Может быть рекомендована для магистрантов и аспирантов физических и физико-технических специальностей.

Представлены основные подходы к решению научно-технических задач в строительстве, приведены наиболее часто применяемые методы математического и физического моделирования, планирования экспериментов и статистической обработки данных, предложены рекомендации по патентной защите технических и технологических решений, изложены рекомендации по представлению результатов решения научно-технических задач. Для студентов, обучающихся по направлению 08.03.01 «Строительство».

Рассматривается термодинамический анализ пирометаллургических переделов с прогнозированием выхода и состава образующихся продуктов. Расчёты равновесных составов фаз в оксидных и сульфидных системах, содержащих цветные металлы, выполнены с использованием программного комплекса HSC Chemistry (Outotec Research Oy). Получены термодинамические данные для смеси предварительно обожженных окисленных никелевых и сульфидных медных руд. Даны сведения о кинетике и механизме обжига для определения удельной производительности печи кипящего слоя, температуры и продолжительности ведения процесса. Для технических специалистов в цветной металлургии и студентов, обучающихся по профильным специальностям.

Показаны особенности высокотемпературных фазовых переходов и взаимодействия природных пирротинов с кислородом. Рассматривается кинетика окисления колчеданных руд и пирротиновых материалов, которая тесно связана с реакционной способностью сульфидов железа – пирита и пирротина, определяемой тонкими особенностями их структуры. Обобщены известные данные по кристаллохимическим явлениям, характерным для кристаллических решёток указанных минералов в окислительной газовой атмосфере. Для технических специалистов в цветной металлургии и студентов, обучающихся по профильным специальностям.

Рассмотрены вопросы физики упругой и пластической деформации, неупругих явлений в упругой области деформации, влияния различных факторов на поведение материалов под нагрузкой. Большое внимание уделяется механизмам пластической деформации и упрочнения на основе дислокационной теории. Для студентов машиностроительных специальностей высшего образования, преподавателей и научных работников.