Излагаются вариационные и близкие к ним методы для краевых задач электродинамики, отвечающих пространственно ограниченным системам, ввиду нерегулярности которых недоступны аналитические решения в замкнутой форме. Основное внимание уделяется методам, позволяющим строить вычислительные алгоритмы для целых классов подобных задач, реализуемые на ЭВМ. Проводится специализация и обобщение вариационных принципов применительно к рассматриваемым задачам. Исследуются ряды Фурье по системам векторных функций. Для всех основных типов внутренних задач электродинамики получаются уравнения Галеркина-Ритца, служащие основой универсальных алгоритмов. В результате реализации последних могут вычисляться резонансные частоты, постоянные распространения, элементы матриц рассеяния и другие характеристические параметры различных нерегулярных электродинамических систем. Рассматриваются сохраняющие ещё значение методы теории возмущений, использующие квазистатическую аппроксимацию. Показывается, что обобщение метода Рэлея - Шредингера приводит к системам обыкновенных дифференциальных уравнений, не подчиненных критерию малости возмущения. Строятся некоторые ( в том числе и двусторонние) оценки собственных значений. Исследуется сходимость предлагаемых прямых методов. Приводятся примеры реализации некоторых алгоритмов ЭВМ. Представленные численные данные относятся к резонаторам, волноводам и волноводным трансформаторам, содержащим гиромагнитные и диэлектрические включения.

В книге известных ученых из ГДР дано изложение принципов работы и теории лазеров для генерации сверхкоротких световых импульсов, методов наносекундных измерений и идей пикосекундной спектроскопии. Рассматриваются как традиционные, так и новейшие методы генерации сверхкоротких импульсов, в частности системы с синхронной накачкой, компрессоры на основе волоконных световодов, системы со сталкивающимися импульсами в лазерах на красителях. Дан обзор методов спектроскопии быстропротекающих процессов по работам самого последнего времени. Книга является первой в мировой литературе монографией по этому кругу вопросов, может служить справочным и учебным пособием. Для специалистов по квантовой электронике, а также химиков, биологов и инженеров, аспирантов, студентов.

Учебное пособие написано на основе опыта преподавания авторами теоретических основ электротехники в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете («ЛЭТИ»). Материал излагается со строгих математических позиций, с обязательной физической трактовкой. Курс начинается с изучения функциональных свойств цепей как преобразователей сигналов сначала во временной, а затем в частотной областях. Изложены классические и современные приложения теории цепей — дискретные цепи, теория фильтров, активные цепи, синтез двухполюсников, теория чувствительности, машинно-ориентированные методы расчета, релейные цепи, магнитные цепи, цепи высокой добротности, синтез четырехполюсников. Рассмотрены также базовые разделы теории электромагнитного поля. Учебное пособие предназначено для студентов вузов, обучающихся по радиотехническим специальностям.

Можно ли создать формализованный аппарат термодинамики, в том числе и для самоорганизующихся систем, как раздала теоретической физики, соответствующий сегодняшнему пониманию протекающих неравновесных и нелинейных процессов в открытых системах с хаотической динамикой? В монографии излагаются проблемы математического и численного моделирования нелинейных процессов в открытых физико-химических локально-неравновесных системах с фазовыми переходами и самоорганизацией, которые ранее методами классической термодинамики не могли быть решены. Эти задачи на основе принципа локального неравновесия позволяют на феноменологическом уровне в рамках хаотической динамики описать возникновение и эволюцию гомо- и гетерофазных флуктуаций, ответственных за возникновение новых структур. Учитываются трудно формализуемые потери энергии, последействие и релаксация, которые приводят к бифуркационным явлениям, забыванию начальных условий и, как следствие, - необратимости. эффективность разработанного термодинамического подхода проверена на задачах в системах с процессами переноса энергии, массы, импульса и заряда при наличии источников и стоков, межфазного слоя с испарением и конденсацией, химическими реакциями и некоторых задачах нерегулярной динамики, включающих самоорганизацию, в биофизике и медицине. Книга может быть полезна как специалистам в области термодинамики сплошных сред, гидродинамики, синергетики, так и студенческой аудитории, в частности магистрам, специализирующимся в области термодинамик и реальных процессов.

Монография посвящена теории дифракции и распространения электромагнитных волн на телах и в направляющих системах с потерями. Описаны строгие и приближенные постановки математических задач теории волн с учетом потерь; рассмотрены собственные и присоединенные волны направляющих систем с потерями. Исследованы характеристики поглощения энергии в волноводах, резонаторах, периодических структурах. Описаны способы уменьшения потерь, в том числе эффект аномально малого затухания в периодических структурах.Книга предназначена для научных работников и инженеров в области радиофизики, радиотехники, прикладной математики, а также аспирантов и студентов старших курсов соответствующих специальностей.

Изложены основы физической регуляризации некорректных задач электродинамики, связанной с особенностями физических и математических моделей задач (физические допущения, некорректные математические выкладки, отсутствие предельного перехода). Подход, по мнению автора, обладает большими возможностями, чем метод регуляризации Тихонова А. Н. интегральных уравнений Фредгольма первого рода, названный в книге методом математической регуляризации. Метод физической регуляризации (МФР) применен к анализу волноведущих и излучающих структур, а также задачам дифракции электромагнитных волн на некоторых телах. МФР позволил впервые корректно осуществить анализ полей в ближних зонах некоторых антенн, устранить несамосогласованное приближение Кирхгофа в задачах дифракции, установить связь поверхностной плотности тока проводимости с напряженностями электрического и магнитного полей (Для диполя Герца и т.п. Для специалистов в области радиотехники и радиофизики СВЧ, электромагнитной совместимости РТС, математической теории дифракции и математического моделирования электродинамических структур самого широкого назначения. Может быть полезна преподавателям вузов, докторантам, аспирантам и студентам старших курсов соответствующих специальностей.

Курс отличается от существующих как по содержанию, так и по характеру изложения. Весь материал излагается на основе единого метода - теория неравновесного состояния служит стержнем всего курса. Это позволяет выявить внутреннюю связь явлений в простейших и самых сложных служащих основой общих и специальных курсов, а именно: теория неравновесных флуктуаций в нелинейных системах, кинетическая теория электромагнитных процессов, неравновесные фазовые переходы, кинетическая теория химически реагирующих систем. Для студентов старших курсов физических и радиофизических специальностей университетов, физико-технических и и инженерно-физических институтов, а также аспирантов соответствующих специальностей.

В предлагаемом сборнике задач по физике использован опыт преподавания общего курса физики в МГУ, Московском физико-техническом институте и Московском государственном педагогическом институте им. В. И. Ленина. По степени трудности задачи охватывают широкий диапазон: от самых элементарных до задач, стоящих на уровне оригинальных научных исследований, выполнение которых возможно на основе углубленного знания общего курса физики. Сборник состоит из пяти книг: I. Механика. II. Термодинамика и молекулярная физика. III. Электричество и магнетизм. IV. Оптика. V. Атомная физика. Физика ядра и элементарных частиц. Для студентов физических специальностей высших учебных заведений.

В книге достаточно полно изложена история развития плазмоники. Она предназначена как для студентов, имеющих общие представления о теории электромагнетизма и прикладной оптике и желающих начать собственные исследования в данной сфере, так и для научных работников, для которых эта книга, возможно, станет настольным справочником. Первая часть данного издания представляет собой введение в плазмонику, начиная с элементарного описания классического электромагнетизма, причем особое внимание уделяется проводящим материалам. В последующих главах обсуждаются поверхностные плазмон-поляритоны и локализованные плазмоны в наноструктурах в видимой части спектра, а также поверхностные электромагнитные волны. Во второй части книги рассматриваются вопросы практического применения теории для разнообразных приложений, например, для создания плазменных волноводов, апертурных решеток для усиления света. В заключении дается краткое описание свойств нового класса сред — метаматериалов.

Начально-краевые задачи, рассмотренные в книге, описывают неустановившиеся электромагнитные поля, формируемые компактными, волноводными и периодическими открытыми резонаторами. Набор объектов анализа (неоднородности регулярных волноводов, решетки, диэлектрические и металлические рассеиватели в свободном пространстве, излучатели импульсных волн), разработанные методы и вычислительные схемы, полученные математические и физические результаты представляют, по мнению авторов, ту основу, на которой возможно построение современной теории резонансного рассеяния несинусоидальных волн. Актуальность создания такой теории предопределяют перспективы практического использования сигналов различной длительности, потребность в надежной модельной проработке проектируемых узлов и устройств импульсной радиотехники, постоянно ощущающийся недостаток в достоверных качественных и количественных характеристиках процессов формирования, излучения, распространения и рассеяния импульсных и монохроматических электромагнитных волн. Для аспирантов и исследователей, работающих в области теоретической и прикладной радиофизики, антенной и волноводной техники. Для студентов, специализирующихся в области прикладной математики и вычислительной физики.

В книге систематизирована и последовательно изложена теория распространения волн в ограниченной плазме. Используются два метода описания: гидродинамический и кинетический. Рассмотрены практически все типы волн, которые могут распространяться в изотропных и магнитоактивных плазменных волноводах: высокочастотные объемные и поверхностные; спиральные (геликоны) и низкочастотные поверхностные в холодной плазме; магнитогидродинамические и ионно-циклотронные; низкочастотные (ионно-звуковые) объемные и поверхностные в сильно неизотермической плазме. Освещены также некоторые вопросы нелинейной теории распространения волн в ограниченной плазме: нелинейная теория поверхностных волн, нелинейное взаимодействие волн.Книга рассчитана на специалистов, работающих в области физики плазмы и радиофизики, а также на научных работников, аспирантов и студентов старших курсов, специализирующихся по физике плазмы и смежным вопросам.

В пособии изложены принципы действия лидаров, в качестве примера описан экспериментальный лидар для дистанционного зондирования молекул водорода в атмосфере, приведены результаты численных расчетов концентраций молекул фтороводорода и углеводородов, выполненных с помощью лидарных уравнений для комбинационного рассеяния света и дифференциального поглощения и рассеяния. Приведены некоторые новые схемы лидаров. Пособие содержит необходимый справочный материал. Предназначен для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки магистров "Техническая физика". Пособие также может быть использовано для подготовки магистров по направлению "Защита окружающей среды".

В монографии кратко рассмотрены история развития сверхишрокополосных (СШП) радиосистем и области применения коротких импульсов С'11111 излучения. Даны определения и характеристики СШП импульсов. Изложены основные положения и методы решения задач электродинамики нестационарных процессов применительно к излучению, распространению и рассеянию СШП импульсов на проводящих и диэлектрических объектах. Рассмотрены импульсные характеристики объектов рассеяния и каналов распространения сигналов, а также методы их восстановления. На основе метода наложения бегущих волн исследованы характеристики приемных и передающих антенн. Обобщены результаты исследований активных приемных антенн и двухполяризационных антенных решеток, векторных приемных антенн для измерения поляризационной структуры излученных и рассеянных объектами СШП импульсов и определения направления их прихода. Особое внимание уделено передающим комбинированным антеннам, решеткам и мощным источникам СШП излучения с мегавольтным эффективным потенциалом. Книга предназначена для специалистов в области генерации, излучения, распространения и приема СШП электромагнитных импульсов, а также может быть полезна аспирантам и студентам вузов, изучающим электродинамику нестационарных процессов.??.

В монографии кратко рассмотрены история развития сверхишрокополосных (СШП) радиосистем и области применения коротких импульсов С'11111 излучения. Даны определения и характеристики СШП импульсов. Изложены основные положения и методы решения задач электродинамики нестационарных процессов применительно к излучению, распространению и рассеянию СШП импульсов на проводящих и диэлектрических объектах. Рассмотрены импульсные характеристики объектов рассеяния и каналов распространения сигналов, а также методы их восстановления. На основе метода наложения бегущих волн исследованы характеристики приемных и передающих антенн. Обобщены результаты исследований активных приемных антенн и двухполяризационных антенных решеток, векторных приемных антенн для измерения поляризационной структуры излученных и рассеянных объектами СШП импульсов и определения направления их прихода. Особое внимание уделено передающим комбинированным антеннам, решеткам и мощным источникам СШП излучения с мегавольтным эффективным потенциалом. Книга предназначена для специалистов в области генерации, излучения, распространения и приема СШП электромагнитных импульсов, а также может быть полезна аспирантам и студентам вузов, изучающим электродинамику нестационарных процессов.

В книге представлены волновые профили для широкого круга материалов, полученные авторами за последние 30 лет: для технических металлов и сплавов, чистых металлов в монокристаллическом и поликристаллическом состояниях, стекол и высокотвердых монокристаллов, полимеров и эластомеров, керамических материалов и жидкостей. Волновые профили получены при различных давлениях ударного сжатия, длительностях импульсов нагрузки и температурах испытаний. Представленные волновые профили могут использоваться при тестировании различных моделей поведения материалов для прогнозирования воздействий взрыва, высокоскоростных соударений, высокоэнергетического лазерного излучения и корпускулярного воздействия на вещество. Волновые профили могут также использоваться в качестве исходных экспериментальных данных для разработки новых и развития существующих физических моделей высокоскоростного деформирования, разрушения и других процессов при ударно-волновом нагружении. Для научных и инженерно-технических работников, а также аспирантов и студентов вузов, занимающихся исследованиями интенсивных импульсных воздействий на вещество.

Настоящий сборник содержит 45 задач по газодинамике с решениями. В задачах рассматриваются изэнтропическое течение сжимаемой среды, ударные и детонационные волны. Некоторые из представленных задач включались в теоретический курс "Механика сплошных сред", читавшийся в Московском инженерно-физическом институте в 50-х годах, другие предлагались аспирантам Всероссийского научно-исследовательского института технической физики, часть из них составлена автором. Большинство задач базируется на теоретическом материале книги Е.И. Забабахина "Некоторые вопросы газодинамики взрыва". Сборник может рассматриваться как дополнительный материал для соответствующего теоретического курса, а также как руководство при решении простых практических задач. Он может быть полезен студентам, аспирантам и научным работникам, специализирующимся в области газодинамики и физики взрыва. Рекомендуется последовательная проработка предлагаемого материала, поскольку при решении некоторых задач используются результаты, полученные в предыдущих.

В книге даны основы механики сплошной среды (МСС): физическая трактовка основных понятий и статистическое обоснование законов МСС; аксиоматика МСС; кинематика и теория внутренних напряжений в средах; физические законы - сохранения массы, импульса, энергии и баланса энтропии; методы получения замкнутых систем уравнений, основные типы граничных условий и постановки краевых задач МСС. Даны замкнутые системы уравнений для классических сред (газов, жидкостей, упругих тел) и для сред со сложными свойствами (вязко-упругих, нелинейно вязких, упруго- и вязко-пластических, плазмы и др.) при действии электромагнитного поля. Дана теория размерностей и подобия с ревизионным анализом уравнений МСС, критериями подобия и моделирования, с примерами автомодельных решений.

Очередной выпуск межвузовского сборника содержит статьи, посвященные разработке и развитию современных математических моделей и методов решения широкого круга задач механики деформируемого твердого тела, включая задачи исследования деформирования и разрушения материалов и конструкций при различных физико-механических воздействиях, в частности, нелинейные и нестационарные задачи оболочечных конструкций, задачи нестационарного взаимодействия сред и конструкций. В статьях отражены теоретические и экспериментальные исследования, математические модели, вопросы алгоритмизации и компьютерного моделирования физико-механических процессов, методология оптимального проектирования несущих конструкций с учетом различных критериев и ограничений.

Очередной выпуск межвузовского сборника содержит статьи, посвященные разработке и развитию современных математических моделей и методов решения широкого круга задач механики деформируемого твердого тела, включая задачи исследования деформирования и разрушения материалов и конструкций при различных физико-механических воздействиях, в частности, нелинейные и нестационарные задачи оболочечных конструкций, задачи нестационарного взаимодействия сред и конструкций. В статьях отражены теоретические и экспериментальные исследования, математические модели, вопросы алгоритмизации и компьютерного моделирования физико-механических процессов, методология оптимального проектирования несущих конструкций с учетом различных критериев и ограничений.