На основе классической релятивистской электродинамики, используя понятие элементарной магнитной линии как реальной вихревой линии единой непрерывной среды, создана модель элементарной частицы - ее керна и поля. Показано, что она является именно частицей, а не волной и частицей одновременно: ее волновые свойства обусловлены волной, вызываемой движением частицы в среде элементарных магнитных линий. рассмотрены также возможные структуры нейтрона и атомов. Переосмыслены входящие в уравнения Максвелла векторные характеристики электромагнитного поля, вследствие чего получены новые результаты в области электродинамики макроскопических сред; дано объяснение сверхпроводимости, основанное на представлении об элементарных магнитных линиях. Показано, что все силы: электромагнитные, сильные, слабые и гравитационные - различные проявления взаимодействий элементарных магнитных линий. Рассмотрена проблема возникновения элементарных частиц, звезд, черных дыр, галактик, Мегагалактики.

Нанотехнология - это технология работы с молекулами. Прогнозируется, что ее развитие приведет к революционным успехам в медицине, электронике, информационных технологиях, энергетике и других областях человеческой деятельности. Данная монография является живым и образным введением в методов и задачи наноинженерии. В ней отражены сложности, возникающие при проектировании и конструировании вычислительных наноутсройств. Детально рассмотрены этапы развития этого нового направления в науке. Основное внимание уделяется методы направленных на исследование свойств атомных кластеров (которые, в свою очередь. являются основой для наноустройств). Приводятся полные сведения из области смежных фундаментальных наук (биологии, физики, химии, информатики и техники), необходимые для понимания излагаемого в работе материала. Книга будет полезна для студентов и специалистов по компьютерному моделированию и методам молекулярной физики.

Монография посвящена изложению основ современной квантовой теории твердого тела с помощью языка псевдопотенциала. Показано, что идеи псевдопотенциала появляются как естественное следствие применения квантово-механической теории рассеяния (излагаемой в книге) к проблеме взаимодействия электрона с атомом (ионом). Особое внимание уделено принципам построения кристаллических потенциалов и теории экранирования. На языке псевдопотенциала рассмотрены основные положения зонной теории и проанализирована связь между теорией псевдопотенциала и основными методами расчета энергетической зонной структуры (ОПВ, ППВ, ККР, ККРЗ). В качестве примера использования теории псевдопотенциала обсуждено ее применение к одной из актуальных задач теории фазовых превращений - проблеме сравнительной устойчивости кристаллических структур металлов и сплава. На широком материале показаны возможности теории псевдопотенциалов в этом аспекте.

Анализируются физические свойства и электронные модели нового класса высокотемпературных сверхпроводников в слоистых соединениях на основе железа. Несмотря на различны химический состав и различие в кристаллической структуре, они имеют похожие физические свойства, обусловленные электронными носителями в FeAs-слоях и их взаимодействием с флуктуациями магнитного порядка. Исключительный интерес к ним объясняется перспективами практического применения. В монографии дается полная картина формирования их физических свойств на основе теоретических моделей и электронной структуры. Книга рассчитана на широкий круг читателей: физиков, изучающих электронные свойства FeAs-соединений, химиков, синтезирующих эти соединения, и специалистов, занимающихся расчетами электронной структуры твердых тел. Она будет полезна не только исследователя, работающим в области сверхпроводимости и магнетизма, но также студентам, аспирантам и всем тем, кто хочет ознакомиться с этой актуальной областью физического материаловедения.

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".

Книга посвящена новому разделу физики твердого тела и твердотельной электроники — исследованию монополярной и двойной инжекции носителей заряда. Рассматриваемые явления имеют большое значение для понимания механизма прохождения тока через изоляторы и полупроводники, служат эффективным средством исследования электрических свойств твердых тел и, кроме того, имеют много важных технических применений, в частности в диэлектрической электронике и оптоэлектронике. Предмет книги изложен на нескольких уровнях — от качественного рассмотрения и феноменологических расчетов до строгого количественного анализа. Значительное место уделено обсуждению экспериментальных результатов. Книга рассчитана на широкий круг научных работников — специалистов в области физики полупроводников и диэлектриков, инженеров, занимающихся исследованием электронных процессов в твердом теле, а также на студентов старших курсов и аспирантов соответствующих специальностей.

В настоящем сборнике два первых обзора посвящены направлениям исследований по магнитному удержанию плазмы: системам, называемым стеллараторами, и системам, основанным на сильном сжатии плазмы магнитным полем (пинчи). Третий обзор сборника освещает важный раздел исследований по УТС - проблему реактора на основе токамака. В четвертом обзоре рассказывается о методах численного моделирования в плазме и их значении.

Сборник, посвященный 20-летию Физико-технологического института РАН, включает в себя статьи по актуальным проблемам микро- и наноэлектроники, микро- и наноэлектромеханики и твердотельных квантовых компьютеров. Рассмотрены перспективы реализации полномасштабных квантовых компьютеров на ионных ловушках в твердотельных структурах, проанализирован перенос электрона в одномерных многоямных структурах. Особое внимание уделено важнейшим вопросам физики и моделирования нанотранзисторов (кремниевые в ультратонком кремнии на изоляторе, туннельные, с графеновым каналом и др.). Исследованы межподзонные оптические переходы в структурах с разрывом запрещенной зоны. Представлены статьи по моделированию электромиграционного разрушения тонкопленочных проводников, прочности границы соединенных материалов в зависимости от их микроструктуры и содержания точечных дефектов, моделированию каналов нейтрализации источников пучков быстрых нейтралов, дается обзор плазменных процессов в технологии МЭМС. Для специалистов в области микро- и наноэлектроники.

Данная книга представляет собой первое систематическое описание основных приемов работы с системой автоматизированного проектирования радиоэлектронных устройств, пришедшей на смену широко используемой в отечественной практике программе PCAD. Книга написана опытным специалистом в области ALTIUM DESIGNER, преподавателем-практиком. В ней учтен опыт доступного изложения материала, используется технология практического проектирования и пошаговое обучение работе с системой. В ней рассмотрены основные приемы разработки электрических принципиальных схем, библиотечных баз и печатных плат. Описаны различные аспекты установок опций при проектировании и моделировании радиоэлектронных устройств. Рассмотрен ряд оригинальных решений, значительно повышающих эффективность этих процессов. Книга предназначена для широкого круга инженерно-технических специалистов, студентов и аспирантов технических ВУЗов, занимающихся проектированием электронных устройств.

Описаны аналитические и численные методы исследования уравнений и систем в частных производных: гиперболических, параболических, эллиптических и смешанного типа, линейных и нелинейных. Список этих методов и приемов велик, и они должны дополнять друг друга: интегральные преобразования, вариационное исчисление, специальные функции, асимптотические методы, сплайны, рациональные аппроксимации. Книга адресована читателю, который использует и аналитические, и численные, компьютерные методы в своих исследованиях.

В книге дается систематическое изложение вопросов, связанных с применением метода моделирования крупных вихрей для расчетов турбулентных течений. Основное внимание уделяется замыканию фильтрованных уравнений Навье-Стокса и построению моделей подсеточной вязкости. Рассматриваются особенности численной реализации метода моделирования крупных вихрей и приводятся результаты расчетов внутренних и струйных турбулентных течений. Систематизация и обобщение данных позволяет сформулировать ряд проблем, решение которых имеет важное значение для развития данного направления в численном моделировании турбулентности, и выделить круг задач, для которых его применение представляется возможным и рациональным. Для специалистов в области механики жидкости и газа, а также аспирантов и студентов соответствующих специальностей.

В сборнике помещены работы, в которых рассматриваются краевые задачи для эллиптических уравнений в негладких областях, исследуются эллиптические уравнения, даются постановки различных краевых задач для вырождающихся эллиптических уравнений, изучаются слабоэллиптические системы псевдодифференциальных уравнений, а также некоторые задачи со свободной границей для системы уравнений Навье-Стокса. Сборник предназначен для математиков, специализирующихся в области дифференциальных уравнений с частными производными.

В монографии излагаются последние достижения авторов в области "ценностных" весовых алгоритмов статистического моделирования для решения задач математической физики. Книга предназначена для специалистов в области прикладной математики и вычислительной физики, для студентов и аспирантов физико-математических специальностей.

В монографии представлен ряд методов построения точных решений линейных и нелинейных уравнений с частными производными. Изложение ведется в рамках двух основных парадигм: непрерывные преобразования и инвариантность. Особое внимание уделяется таким подходам, как методы интегрирования Дарбу, Эйлера, Беклунда, Мутара. Дано обобщение классических методов для систем дифференциальных уравнений, подробно описан новый способ интегрирования — метод линейных определяющих уравнений. С характеристиками систем уравнений связываются инвариантные тензоры и интегральные инварианты, обсуждаются локальные законы сохранения. В качестве приложений рассмотрены математические модели механики сплошной среды — от гидродинамики до нелинейной теплопроводности. Книга рассчитана на широкий круг читателей — математиков, механиков, физиков, преподавателей вузов и студентов.

Данная книга адресована тем читателям, которые занимаются решением прикладных задач с помощью расчетно-теоретических методик, использующих понятие "уравнение состояния". Цель книги - дать читателям последовательное и критическое представление об том понятии. В книге описано становление, развитие, обобщения и применения термина "уравнение состояния". В трех первых главах выделено и упорядочено все самое главное в общей теории. Эти главы - самая формализованная часть книги. В них введены основные величины; сформулированы аксиомы, которые "управляют" этими величинами; сформулированы вытекающие из аксиом основные теоремы. Однако эти аксиомы (в отличие от аксиом геометрии) вовсе не являются самоочевидными истинами. Происхождение, мотивировка аксиом обсуждаются в необязательных дополнениях к трем первым главам. В заключительной четвертой главе (и необязательных дополнениях к ней) описаны некоторые приемы "конструирования" уравнений состояния. Кроме того, во всех дополнениях приводится много технических деталей. Книга рассчитана на подготовленного читателя, который имеет достаточные знания в математике (частные производные), в классической и квантовой механике (самые основы), в механике сплошной среды (понятия плотности вещества, давления). Не требуется никаких предварительных знаний по термодинамике. Данная книга может быть альтернативным учебником по термодинамике. В ней также затронуто много методологических вопросов, поэтому она может представлять интерес не только для студента, но и для преподавателя.

Настоящая книга посвящена теории дифференциальных уравнений — той отрасли математики, которая находит чрезвычайно широкое и многообразное применение в физике и технике. Ее автор, крупнейший итальянский математик Франческо Трикоми, хорошо известен российскому читателю по переводам трех его монографий: «Уравнения смешанного типа», «Лекции по уравнениям в частных производных» (2-е изд. М.: URSS, 2007) и «Интегральные уравнения». Книга, предлагаемая вниманию читателя, написана со свойственными автору простотой, ясностью и изяществом. Тщательный отбор материала и продуманность изложения позволяют при сравнительно небольшом объеме осветить многие важные задачи, идеи, методы и результаты современной теории дифференциальных уравнений, которые обычно опускаются в общих курсах. Книга может служить пособием для студентов и аспирантов — математиков и физиков, а также для инженеров. Немало интересного найдут в ней и специалисты-математики.

Нелинейные дифференциальные уравнения встречаются не только в математике, но и во многих областях физики, химии и биологии. Предлагаемая монография знакомит читателя с методами решения этих уравнений в явном виде. Первостепенная цель — научить читателя оценивать свои шансы на успех, не имея никаких априорных представлений о решении. Для этого используется так называемый тест Пенлеве — мощный алгоритм, подробно рассматриваемый в книге. Если нелинейное дифференциальное уравнение проходит тест Пенлеве, то оно считается интегрируемым. Если же уравнение не проходит тест Пенлеве, то система является неинтегрируемой или даже хаотической. В этом случае, однако, по-прежнему можно найти ее решения. Описанные методы иллюстрируются, главным образом, примерами из физики. К ним относятся: нелинейное уравнение Шредингера, уравнение Кортевега-де Фриза, гамильтонианы Хено-Хейлеса. Все они являются интегрируемыми. К неинтегрируемым же примерам относятся: комплексное уравнение Гинзбурга-Ландау, уравнение Курамото-Сивашинского, реакционно-диффузионная модель Колмогорова-Петровсюго-Пискунова (КПП), модель атмосферной циркуляции Лоренца и космологическая модель IX по Бьянки.

В пособии обсуждаются проблемы рентгеноструктурного анализа нанокристаллических материалов, излагаются современные рентгенографические методики исследования наноразмерных и наноструктурированных систем. Рассматриваются особенности рентгеновской дифракции для ID и 3D когерентных наноструктур. Пособие предназначено для магистрантов ФФ НГУ, обучающихся на кафедре физических методов исследования твердого тела, а также студентов других кафедр и факультетов, занимающихся исследованием структуры нанокристаллических материалов. Предполагается, что обучающиеся знакомы с началами кристаллографии и теории рассеяния рентгеновских лучей.

Третий том трехтомника «Симметрии дифференциальных уравнений» содержит введение в принадлежащую Софусу Ли геометрию контактных преобразований плоскости и приложения этой теории к уравнениям в частных производных.

Книга включает сведения об алгебре косых форм и о дифференциальных косых формах, об основных свойствах, интегралах и классах пфаффовых систем, о геометрии линейной формы четкого и нечеткого классов. Отдельно дается материал по финслеровой геометрии и основной задаче вариационного исчисления. Рекомендуется специалистам — математикам и физикам, а также студентам и аспирантам.

Эта книга посвящена теории часто встречающихся в приложениях специальных функций - гипергеометрической, вырожденной гипергеометрической, сферических и цилиндрических функций. При сравнительно небольшом объеме она содержит очень богатый материал, охватывая почти все формулы, необходимые для практической работы с этими функциями. Изучение всех указанных функций ведется в комплексной области с использованием аналитической теории дифференциальных уравнений. Книга будет полезна всем, встречающимся в практической деятельности со специальными функциями: физикам, инженерам, специалистам по прикладной математике. Она интересна также студентам и аспирантам университетов и технических вузов с повышенным курсом математики.

Четвертая (последняя) книга из серии небольших научно-популярных книг "Знакомство с высшей математикой". В ней изложение теории дифференциальных уравнений проведено с упором на линейные уравнения с постоянными коэффициентами, с применением этих уравнений к теории электрических цепей. Рассмотрены также автономные системы, положение равновесия в них и предельные циклы с применением к теории регулирования и работе лампового генератора. Для школьников старших классов, интересующихся математикой, и студентов младших курсов вузов. Может быть полезна преподавателям средней и высшей школы.

Настоящий сборник — первый из серии намеченных к изданию сборников работ, выполненных в лаборатории академика П. Л. Капицы и посвященных развитию электроники больших мощностей, изучающей проблемы генерации мошных высокочастотных электромагнитных колебаний и их преобразования в другие виды энергии.

В пособии рассмотрены физические явления, имеющие место при облучении различных сред потоками ускоренных частиц и энергичных фотонов. Рассказано о применении частиц и излучений высокой энергии в электронике, машиностроении, металлургии, геологии, энергетике, химической промышленности, медицинской, микробиологической и легкой промышленности, сельском и коммунальном хозяйстве.

Предлагаемая книга дает представление о современном состоянии статистической физики плазмы. Основное внимание уделено методам вычисления термодинамических функций как классических, так и квантовых равновесных систем. В книге представлена термодинамика полностью и частично ионизированного газа, плазмы металлов, а также предлагаются методы экспериментальной диагностики плотной плазмы. Книга не является полностью методологической, хотя различным подходам к решению отдельных задач уделяется большое внимание. Вместе с тем изложение демонстрирует многообразие методов теоретической физики, которые легко использовать в других областях, изучая их приложение к физике плазмы.

Рассмотрены широко распространенные алгоритмы цифровой обработки сигналов, а также особенности их реализации на базе программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) фирмы Xilinx®. Приведены примеры реализации цифровых узлов на языке описания аппаратуры VHDL, описание основных алгоритмов, анализ технических характеристик современных ПЛИС. Описан порядок работы в САПР ISE™. Для инженерно-технических работников, проектирующих цифровые устройства обработки сигналов, будет полезна студентам и аспирантам.