В настоящей книге представлено современное состояние теории нелинейных колебаний и волн. С единой точки зрения рассматриваются колебательные и волновые процессы, как периодические, так и хаотические, в системах самой различной физической природы. Показано, что такие популярные и быстро развивающиеся в последние годы науки, как нелинейная динамика, теория солитонов и синергетика. которые часто изучаются независимо друг от друга, фактически являются составными частями теории колебаний и волн. На ряде примеров демонстрируется. что эта теория отражает наиболее общие законы природы, справедливые для систем, являющихся объектами изучения различных наук: физики, химии, биологии и т. д. Единство колебательных законов позволяет строить простые модели сложных систем, которые, в свою очередь, позволяют прояснить общие свойства изучаемых систем и предсказать их поведение в конкретных условиях. Кроме классических колебательных и волновых явлений в книге рассматриваются нетрадиционные проблем шумоиндуцированных колебаний и турбулентности. Книга предназначается для специалистов в области теории нелинейных колебаний и волн, научных работников и инженеров, чья деятельность связана с исследованием колебательных и волновых процессов; а также аспирантов и студентов старших курсов для углубленного изучения общих законов теории колебаний и волн и их приложений к конкретным системам.

В сборник включены обзорные и оригинальные статьи, написанные по материалам лекций, прочитанных на XIV школе по нелинейным волнам (Нижний Новгород, 1 - 7 марта 2008 г.). В работах обсуждаются разнообразные аспекты нелинейной науки - от физики экстремальных световых полей до процессов в живых системах. Книга рассчитана на специалистов, занимающихся изучением нелинейных явлений.

В книге изложены теории статистических явлений в колебательных и волновых процессах. В отличие от традиционных курсов статистической радиофизики, в предлагаемой книге большое внимание уделено задачам статистической оптики. Наряду с такими разделами, как основы теории случайных процессов и полей, шумы в линейных и нелинейных системах с сосредоточенными параметрами и т. п., рассмотрены временная и пространственная когерентность световых полей, статистика фотоотчетов, флуктуации в лазерах, статистические явления в нелинейной оптике. Значительное внимание уделено новым теоретическим методам статистической радиофизики и оптики. Ряд разделов книги иллюстрируется экспериментальными данными.

Рассмотрены общие свойства колебательных процессов, происходящих в радиотехнических, механических и других системах, а также качественные и количественные методы их изучения. Большое внимание уделено описанию нелинейных колебательных систем, выяснению принципиальных особенностей колебательных процессов на основе физически обоснованных моделей реальных систем с использованием адекватных методов анализа. Новое издание отражает прогресс в этой области за последнее десятилетие. Для студентов и аспирантов физических и радиотехнических специальностей вузов, а также научно-технических работников, занимающихся вопросами колебаний в различных физических системах.

Во втором томе книги «Нестационарные и хаотические процессы» рассмотрены такие современные области исследования в радиофизике, электронике и нелинейной динамике как разработка новых принципов генерации хаотических сигналов СВЧ-диапазона и создание на их основе источников широкополосных шумоподобных сигналов для современных информационно-телекоммуникационных систем, различные методы управления хаотическими колебаниями в пучково-плазменных системах, синхронизация (в том числе и хаотическая) в приборах электроники сверхвысоких частот, нелинейные волновые процессы в системах с магнитостатическими волнами и при распространении волновых пучков. Для физиков различных специальностей, интересующихся процессами взаимодействия электронов с электромагнитными полями, для научных работников, аспирантов и инженеров, проводящих исследования в области вакуумной СВЧ электроники, радиофизики, радиотехники и физики плазмы. Она может быть полезна студентам старших курсов соответствующих специальностей.

В книге систематизированы теория и методы расчета устройств функциональной микроэлектроники, выполненных на основе распределенных и квазираспределенных систем с нелинейными и изменяющимися во времени параметрами. Изложены принципы построения математических и физических моделей функциональных устройств, разработаны основы их анализа и синтеза; рассмотрены функциональные возможности линейных активных, нелинейных и параметрических одномерных распределенных систем, гибридных и развязанных цепочечных устройств, а также связанных и двухмерных нелинейных систем. Изложены вопросы расчета шумов линейных распределенных систем. Основные положения теории проиллюстрированы примерами и снабжены таблицами. Книга рассчитана на специалистов в области функциональной микроэлектроники, теории цепей с распределенными параметрами и теории колебаний. Она может быть полезна студентам вузов соответствующих специальностей.

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.

Дается систематическое изложение современной теории колебаний и волн. Первая часть представляет собой элементарное введение в теорию колебаний. Во второй части излагаются наиболее существенные понятия и методы теории нелинейных динамических систем. Третья часть посвящена волновым процессам в линейных и нелинейных системах. В комментариях и приложениях рассмотрены некоторые задачи распространения волн, взаимодействия излучения с веществом и другие задачи нелинейной динамики, а также приведены сведения справочного характера. Основное содержание книги дополнено некоторым количеством задач с подробными их решениями. Книга предназначена студентам, аспирантам и научным работникам, интересующимся теорией колебаний и ее приложениями.

Излагается систематическая теория смешанных колебаний механических систем. Приводится анализ динамики автоколебательных систем, взаимодействующих с источниками энергии, при наличии нелинейных упругих связей, периодических, параметрических воздействий и запаздывания. Рассматриваются нелинейные вынужденные и параметрические колебания систем, взаимодействующих с двумя источниками энергии. Основная цель книги - концентрация внимания на том богатом многообразии физических явлений, которое возможно при смешанных колебаниях и динамическом взаимодействии колебательной системы с источниками энергии. Предназначена для специалистов по теории нелинейных колебаний, научных работников и инженеров, занимающихся вопросами колебаний механических систем и вибрационной техники.

Книга содержит научные статьи по ряду важнейших направлений радиотехники, радиолокации и радиофизики: кварцевая стабилизация частоты, теория нелинейных колебаний, теория линейных радиотехнических систем, исследование явлений в диапазоне сверхдлинных электромагнитных волн, статистическая радиотехника. Особое значение имеют СБОРНИКИ по радиолокации, которые привели к созданию первых импульсных радиолокаторов дальнего обнаружения самолетов «РЕДУТ», сыгравших огромную роль при защите Москвы, Ленинграда, Мурманска и других городов в период Великой Отечественной войны. Впервые публикуются автобиографические записки автора о его юношеских годах, проведении работ по радиолокации. Приведены воспоминания коллег и сотрудников ученого. Для специалистов в области радиотехники, радиолокации, радиофизики и интересующихся историей становления отечественной науки.

В сборник включены статьи, написанные по материалам лекций, прочитанных на ХV школе по нелинейным волнам (Нижний Новгород, март 2010 г.). В работах обсуждаются разнообразные аспекты нелинейной науки - от физики экстремальных световых полей до процессов в живых системах. Книга рассчитана на специалистов, занимающихся изучением нелинейных явлений, а также на аспирантов и студентов соответствующих специальностей.

Рассмотрены автоколебательные системы с запаздывающей обратной связью (АКС с ЗОС) и системы связанных автогенераторов (ССА). Изложен спектрально-временный метод решения нелинейных дифференциальных и интегральных уравнений с отклоняющимся аргументом. Проанализированы переходные и стационарные процессы, естественные флуктуации одночастотных движений, динамика многочастотных режимов АКС с ЗОС. Сформулирован принцип несиметрии построения ССА. Рассмотрены условия существования синхронных колебаний взаимосвязанных ансамблей автогенераторов. Для анализа устойчивости использован математический аппарат собственных значений. Приведены результаты экспериментальных исследований. Для научных и инженерно-технических работников, специализирующихся в области теории нелинейных колебаний. Может быть полезна студентам и аспирантам радиофизических и радиотехнических специальностей.

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.

Монография известного специалиста по теории динамического хаоса и физике нелинейных явлений включает обширный материал и объединяет трудные, а также еще не решенные задачи общей теории хаотических систем. Помимо известных вещей, таких как эргодичность, элементы теории КАМ, перемешивание. нелинейных резонанс, гиперболичность и др., здесь читатель найдет широкие сведения о гамильтоновой динамике и сепаратрисному хаосу, математических бильярдах, фрактальных свойствах хаотических траекторий, теории возмущений за пределами КАМ-подхода, полетах Леви и случайных блужданиях, диффузионных процессах и кинетике. Большой раздел посвящен исследованиям фрактального кинетического уравнения. Последняя часть книги содержит важную информацию, относящуюся к фундаментальным вопросам обоснования статистической физики. Особое место в монографии занимают такие достаточно новые и интересные разделы, как возвращения Пуанкаре и демон Масксвелла, неэргодичность, динамические квазизахваты, сложность и энтропия, log-периодичность, динамическое охлаждение и пространственно-временная фрактальность, и др. Книга может быть полезна студентам, аспирантам, преподавателям и всем, кто интересуется современными проблемами динамического хаоса.

Монография посвящена одной из областей универсальной и междисциплинарной науки - нелинейной динамики, а именно: исследованию нетрадиционных вопросов функционирования радиоэлектронных и радиофизических систем в режимах различного рода динамических неустойчивостей. Рассматриваются как потоки, так и отображения, поскольку связь последних с потоками неоднократно доказывалась. Все системы рассматриваются впервые либо с точки зрения внутренней структуры, либо с точки зрения описания и анализа. Каждая из глав имеет самостоятельное значение и может изучаться отдельно от других.Для научных сотрудников, работающих в области нелинейной динамики и теории нелинейных колебаний, стремящихся расширить свой кругозор; преподавателей вузов и аспирантов, желающих освоить новый для себя и не простой, но чрезвычайно интересный раздел современной науки; инженеров и разработчиков радиоэлектронной аппаратуры, функционирующей на новых физических принципах.

Изложены основные математические методы описания и общие вопросы теории линейных волн в системах и средах с дисперсией, в том числе и неравновесных. В качестве приложений общей теории в книге с единой точки зрения рассмотрены важные физические системы, традиционно изучаемые в механике сплошных сред, электродинамике, физике плазмы, электронике и физической кинетике. Исследованы также взаимодействие волн в связанных системах, распространение и эволюция локализованных волновых возмущений, излучение волн в диспергирующих средах внешними источниками, совершающими заданное движение. Изложена общая теория неустойчивостей линейных систем, в которой сформулированы и сопоставлены критерии абсолютности и конвективности неустойчивостей и вычислены функции Грина некоторых неравновесных сред. Особое внимание уделено вопросам теории электромагнитных линейных волн в плазме и плазмоподобных средах. В книгу также включен ряд оригинальных результатов современной теории волн, освещенных до настоящего времени только в научных журналах. Для научных работников и специалистов, работающих в области электродинамики и механики сплошных сред, физической электроники, радиофизики, а также аспирантов и студентов вузов, специализирующихся в этих областях.

Книга посвящена теории коллективных электромагнитных колебаний однородной плазмы. С единой точки зрения излагается теория как высокочастотных, так и низкочастотных колебаний плазмы и даются основные принципиальные приложения этой теории. Рассмотрены колебания как малой, так и конечной амплитуды. Книга начинается с изложения общих методов описания плазмы. Далее рассматриваются низкочастотные магнитогидродинамические волны и магнитогидродинамические разрывы и излагается теория эволюционности магинтогидродинамических ударных волн.Затем изучаются высокочастотные колебания плазмы как в отсутствие, так и при наличии внешнего магнитного поля, причем рассматривается как равновесная, так и неравновесная плазма. Изложена теория различного типа неустойчивостей неравновесной однородной плазмы и даны общие критерии неустойчивости плазмы. Подробно исследованы нелинейные волны в бесстолкновительной плазме и изложены квазилинейная теория плазмы и теория плазменной турбулентности.Значительная часть книги посвящены теории флуктуаций и связанных с ними процессов рассеяния и трансформации волн и рассеяния частиц в плазме.