Рассмотрены основные закономерности макроскопической локализации пластической деформации при растяжении металлов и сплавов. Показано, что эффект макролокализации является общим для всех металлов и сплавов в моно- и поликристаллическом состояниях и проявляется на всех стадиях пластического течения независимо от типа кристаллической решетки и механизма деформации (дислокационное скольжение, двойникование). Установлен волновой характер локализации деформации. Обсуждаются такие характеристики волн локализованной деформации, как скорость распространения, длина волны и дисперсия.

В книге обозначены и насколько возможно полно раскрыты современные тенденции и подходы в разработке СВЧ плазмохимического оборудования и нанотехнологий на его основе. Излагаются математическая теория диффузионных процессов и основы теории плазмы газового разряда в магнитном поле, описаны применяемые методы решения стохастических дифференциальных уравнений и уравнений Фоккера-Планка-Колмогорова. Даны обобщение и системное изложение опыта и результатов по разработке физико-технических основ новых типов микроволновых плазменных устройств. Приведены результаты практического использования разработанных микроволновых источников плазмы. Материалы книги могут быть задействованы в учебном процессе в качестве спецкурсов или спецсеминаров для студентов вузов соответствующего профиля.

Авторы разработали методы эволюционного и модуляционных уравнений для исследований распространения и устойчивости линейных и нелинейных волн в сплошных средах со сложной структурой. Рассматриваются среды: твердая с полостями, дисперсная предварительно деформированная, твердая с порами, заполненными электропроводящей и неэлектропроводящей жидкостью, магнитоупругая, пьезополупроводники, кристаллы с дислокациями, композиты с включениями, электропроводящая несимметричная жидкость, смесь газа с капельной жидкостью. Рассмотрено распространение лазерного луча через двухуровневую среду. Показано существование солитонообразных волн, найдены условия устойчивости волн. Изучены пучки, условия их фокусирования, самофокусирования (дефокусирования), условия модуляции или самомодуляции волн, другие эффекты. Рассмотрены резонаторы и интерферометры различных типов. В линейной постановке исследовано отражение волны от шероховатой поверхности. Для научных и инженерно-технических работников, студентов и аспирантов, специализирующихся в области механики сплошных сред, физической акустики, физики конденсированного состояния. Отдельные главы могут оказаться полезными сейсмологам, геофизикам, метеорологам и специалистам по физике Земли, сейсмостойкому строительству, акустоэлектронике.

В монографии описаны методы решения задач дифракции электромагнитных волн на незамкнутых конических структурах, разработанные на основе теоретических исследований, математического моделирования и анализа формирования электромагнитных полей объектами с характерными угловыми параметрами и геометрическими сингулярностями (вершинами, ребрами). Предложен математический аппарат для решения нестационарной задачи дифракции электромагнитных волн на сложной конической поверхности с продольными щелями без априорных ограничений на геометрические размеры структуры. В результате апробации моделей получена достоверная информация об особенностях, закономерностях и физической природе эффектов, которые появляются при дифракции электромагнитных волн на сложных незамкнутых конических поверхностях. Для научных работников, инженеров, аспирантов и студентов старших курсов, занимающихся задачами дифракции электромагнитных волн на незамкнутых конических структурах.

Исследованы механизмы пластической деформации на мезомасштабном уровне плоских образцов поликристаллов алюминия с использованием оптико-телевизионной системы высокого разрешения TOMSC-1. Показано, что в деформируемом образце формируется многоуровневая мезополосовая структура, приводящая к возникновению двух типов стационарных волн длиной 120 мкм и 4,8 мкм. Результаты интерпретируются в рамках иерархии мезомасштабных уровней деформации и связываются с определяющей ролью поверхностной окисной пленки в возникновении мезополосовой структуры и стационарных волн пластического течения.

Рассмотрен общий характер локализации пластической деформации на стадии линейного деформационного упрочнения ГЦК-, ОЦК- и ГПУ-моно- и поликристаллов чистых металлов и сплавов. Подтверждена универсальность ранее установленного линейного закона, связывающего скорость распространения автоволны локализованной деформации и обратное значение коэффициента деформационного упрочнения. Установлен квадратичный закон дисперсии волн локализации пластического течения. Обсуждена возможность введения гипотетической квазичастицы, соответствующей автоволне локализованной деформации, и определены ее характеристики.

На основе динамических уравнений континуальной теории дефектов получены соотношения, определяющие законы отражения и преломления плоской волны поля дефектов на границе раздела двух вязкопластичных сред. Определены коэффициенты отражения и преломления, связывающие амплитуды отраженной и преломленной волн с амплитудой падающей волны. на основе полученных выражений рассмотрен частный случай сред со слабо затухающими волнами.

На основе динамических уравнений континуальной теории дефектов проведен анализ потоков энергии поля дефектов через границу раздела двух вязкопластических сред. Получены соотношения, определяющие отражательную и пропускательную способности границ раздела, которые показывают, какая доля энергии падающей волны дефектов уносится отраженной волной и какая переносится преломленной во вторую среду. Рассчитаны и проанализированы зависимости коэффициентов преломления от угла падения первичной волны.

В книге изложены основы электродинамики материальных сред с пространственной и временной дисперсией, рассмотрены линейные электромагнитные явления в термодинамически равновесной и неравновесной плазме, флуктуации, квазилинейная теория колебаний и нелинейное взаимодействие электромагнитных волн в плазме.Прендназначается для студентов физических и инженерно-физических специальностей.

Дж. Бекефи - крупнейший специалист по физике плазмы. В своей книге "Радиационные процессы в плазме" он, в отличие от других авторов, умело сочетал изложение теоретических вопросов с богатейшим экспериментальным материалом, полученным многочисленными исследователями при изучении процессов излучения, поглощения и рассеяния электромагнитных волн плазмой.Книга предназначена для физиков и инженеров, работающих в области теории физики плазмы и ее практических применений, а также для аспирантов и студентов университетов и физико-технических вузов.

Исследованы поля дисторсий при формоизменении аморфных, объемно- и гранецентрированных металлов и сплавов при различных условиях нагружения. Показано, что при стационарном режиме деформирования развитие пластического течения носит волновой характер.

На широком круге металлов и сплавов исследованы возникновение и временная эволюция упорядоченных в пространстве картин локализации пластической деформации - волн. Установлены основные характеристики этих волн: зависимость скорости распространения от коэффициента деформационного упрочнения, закон дисперсии, зависимости длины волны от размеров зерен и размер образцов. Рассмотрена возможность описания локализации пластического течения как процесса самоорганизации в деформируемой среде. Получены уравнения, необходимые для описания эволюции очагов локализации пластического течения. Проанализирован переход между картинами локализации деформации на разных стадиях пластического течения. Предложена модель для объяснения крупномасштабной периодичности в распределении очагов локализации деформации.

Установлена количественная связь между пространственным периодом локализации пластической деформации (длиной волны локализованной деформации) и характеристиками дислокационной структуры циркониевого сплава. Показано, что длина волны локализованной деформации прямо пропорциональна среднему размеру элементов дислокационной субструктуры, возникающей в материале на разных стадиях пластического течения. Предложена количественная интерпретация установленного соотношения.

С использованием известных автомодельных решений теории температурных напряжений и тепловой теории горения на основе связанных моделей твердофазного горения, предложенных для описания различных физико-химических превращений, показано, что режим быстрого (сверхзвукового) твердофазного превращения (твердофазная детонация) характерен для реагирующей среды, так же как режим медленного горения. Частичное интегрирование (точное0 и преобразование переменных позволяют свести системы уравнений, описывающие различные твердофазные процессы. к ударно-волновым уравнениям, имеющим непрерывные решения типа бегущей волны.

Исследована кинетика развития очагов локализованной пластической деформации в поликристаллическом Al. Установлено, что на стадии линейного деформационного упрочения такие очаги синхронно движутся, а на стадии параболического упрочнения неподвижны. Определены количественные характеристики (длина волны, скорость распространения) деформационных волн, возникающих на стадии линейного упрочнения. Найдена связь количественных характеристик процесса локализации деформации с размером зерна. Исследовано перераспределение локальных деформаций при переходе от одной стадии течения к другой. Предложена модель, объясняющая возникновение крупномасштабных структур локализованной пластической деформации.

Представлены основные положения физической мезомеханики структурно-неоднородных сред, которая развивается на базе совместных подходов неравновесной термодинамики, калибровочной теории дефектов и механики сред со структурой. Многоуровневый подход рассматривает развитие пластической деформации во всей иерархии структурно-масштабных уровней: нано-, микро-, мезо- и макро. Разрушение представляется как завершающая стадия возрастная неравновесности деформируемого твердого тела, когда в некоторой зоне неравновесный термодинамический потенциал Гиббса становится равным нулю и кристалл испытывает структурно-фазовый распад.

На основе совместных подходов физической мезомеханики и неравновесной термодинамики рассмотрены механизмы возникновения в деформируемом твердом теле как многоуровневой системе нелинейных волн локализованного пластического течения и разрушения. Показано, что в основе возникновения нелинейных волн локализованного пластического течения лежит самоорганизация каналированных на мезомасштабном уровне потоков локальных структурных превращений, развивающихся на наномасштабном уровне. В условиях деформационного упрочнения бегущие волны локализованного пластического течения трансформируются в фазовые волны стационарной макролокализации, сопровождаемые фазовыми волнами разрушения. В структурно неоднородной среде в иерархии мезомасштабных уровней распространение каналированных локальных структурных превращений сопровождается генерацией дислокаций, мезополос сдвига и других деформационных дефектов. Эти механизмы деформации определяют диссипативную составляющую общего процесса пластического течения твердых тел. Предложена теория нелинейных волновых процессов локализованного пластического течения в деформируемом твердом теле, которая хорошо согласуется с известными в литературе экспериментальными результатами.

В книге дается изложение теории фазовых превращений в твердых растворах и ее приложений к проблеме формирования кристаллической структуры упорядоченных фаз замещения и внедрения и субструктуры гетерофазных сплавов. Важное место в книге занимает сопоставление результатов теоретического анализа и данных рентгеноструктурного, нейтронноструктурного и элетронномикроскопического экспериментов. В частности, рассматривается проблема расшифровки картин электронной микродифракции с помощью метода статических концентрационных волн, проблема габитуса и формы выделений новой фазы, их ориентационные соотношения и пространственное расположение. Подробно разбирается доменный механизм и морфология модулированных структур в распадающихся твердых растворах.

Дано представление как о регулярных явлениях (нелинейные волны в слабодиспергирующих средах, нелинейное затухание Ландау, эхо в плазме, взаимодействие волн и т. п.), так и о турбулентности плазмы, т. е. о нерегулярных колебаниях с возбуждением очень многих степеней свободы. Рассмотрение проведено, по возможности, в доступной форме с привлечение примеров из других областей физики. Новое издание дополнено изложением результатов последних лет.Для физиков - экспериментаторов и теоретиков, а также аспирантов и студентов, интересующихся физикой плазмы.

Рассмотрены основные свойства электромагнитных волн, законы их распространения, отражения и преломления, законы кристаллооптики, электронная теория дисперсии, физические эффекты, используемые для преобразования оптического излучения, законы распространения электромагнитных волн через световоды, основные компоненты устройств интегральной оптики, а также оптика движущихся тел. Вопросы распространения света через волноведущие среды рассмотрены с использованием результатов теории связанных мод, представленной в приложении пособия. Приведены конкретные примеры практической реализации рассматриваемых законов и эффектов. Для студентов высших учебных заведений.

Пособие содержит описание лекционных демонстраций по основным и принципиально важным оптическим явлениям в диапазоне СВЧ (λ=3,2см). Демонстрационные опыты включают учебные исследования свойств электромагнитных волн и охватывают все основные разделы волновой оптики: интерференцию, дифракцию, поляризацию и дисперсию. Большое внимание уделяется моделированию кристаллооптических явлений и иллюстрации основных методов и принципов рентгеноструктурного анализа. Описание каждой демонстрации помимо рассмотрения физического явления включает рекомендации по методике и технике лекционного эксперимента. Даются указания по изготовлению необходимого учебного оборудования. Для преподавателей физики университетов, институтов и техникумов, работников физических кабинетов, студентов физических специальностей, учителей средних школ.

Проведены исследования локализации пластической деформации при активном одноосном растяжении ГЦК-, ОЦК- и ГПУ-моно- и поликристаллических материалов на разных стадиях кривой нагружения. Установлено, что картины локализации имеют упорядоченный характер и могут быть классифицированы по четырем типам, каждый из которых соответствует определенной стадии кривой нагружения. Наблюдаемые закономерности интерпретируются в терминах самоорганизации в открытых системах. Показано, что все выделанные типы картин локализации можно трактовать как автоволны пластического течения. Проанализированы параметры этих волн и продемонстрировано коренное отличие от известных волн пластичности при ударном нагружении.

Анализируются результаты экспериментальных и численных исследований электрического взрыва проводников, сопутствующих и родственных явлений. Рассматриваются модели расчета физических свойств вещества в широких диапазонах изменения температуры и плотности, сильноточная коммутация импульсных накопителей энергии с помощью электрического взрыва, создание импульсных источников электромагнитных излучений и т. д.Для научных работников и инженеров, занимающихся исследованием свойств вещества при высоких плотностях энергий, физикой плазмы, теплофизикой и гидродинамикой импульсных высокотемпературных процессов, электрофизикой мощной импульсной энергии и ускорительной техникой.

На основе полевой теории дефектов с использованием кинематических тождеств для упругого континуума с дефектами и динамических уравнений калибровочной теории рассмотрены закономерности прохождения плоских гармонических волн через границы раздела вязкоупругих сред. Определены коэффициенты отражения и преломления волн упругих смещений и волн поля дефектов, характеризуемого тензором плотности дислокаций и тензором плотности потока. Проанализированы зависимости полученных величин от параметров граничащих сред.

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.

Рассматриваются структура и динамика магнитных неоднородностей в ферромагнетиках и антиферромагнетиках. Излагается солитонная модель зародышеобразования и перемагничивания. Описывается влияние различных типов внешних воздействий (внешних магнитного и электрического полей), диссипативных процессов, магнитоупругого и магнитоэлектрического взаимодействий на характеристики нелинейных волн и магнитных солитонов. Рассматривается динамика топологического магнитного соли-тона в обменно-связанных магнитных слоях. Излагается теория авторезонансной генерации нелинейных колебаний намагниченности в магнитных пленках и малых частицах, доменных стенок, а также магнитного бризера. Рассматриваются вопросы авторезонансного управления нелинейной динамикой намагниченности и доменной структуры. Монография представляет интерес для научных работников, аспирантов и магистрантов, занимающихся теоретическими и экспериментальными исследованиями в области физики конденсированного состояния, физики магнитных явлений, теоретической и математической физики, магнитной микро- и наноэлектроники.

Развиты научные основы описания деформируемого твердого тела как нелинейной иерархически организованной системы. Теоретически и экспериментально показано, что первичными пластическими сдвигами в нагруженном твердом теле являются нелинейные волны локальных структурных превращений в двухмерных поверхностных слоях и внутренних границах раздела, которые не имеют дальнего порядка. В основе развития нелинейных волн лежит многоуровневое согласование пластического течения на различных структурно-масштабных уровнях. Все типы деформационных дефектов в кристаллах рождаются в сильно возбужденных зонах гидростатического растяжения, возникающих при распространении в двумерных системах нелинейных волн каналированного пластического течения. Регулярность возникновения таких зон определяет природу локализации пластической деформации. Для многоуровневого согласования пластического течения во всей иерархии масштабов, включая электронную подсистему, предлагается рассматривать локальную кривизну х вихревых потоков пластического течения как обобщенный структурный параметр. Он позволяет адекватно описать поведение деформируемого твердого тела в различных термодинамических состояниях, включая сильную неравновесность наноструктурных материалов.

Изучены особенности распространения возмущения в кристаллите меди при локальном высокоэнергетическом нагружении. Исследования проводились на основе метода молекулярной динамики с использованием многочастичных потенциалов, рассчитанных в рамках метода погруженного атома. Показано, что в кристаллите формируется нелинейный уединенный импульс, который в отличие от линейного возмущения, способен переносить энергию с высокой плотностью на относительно большие расстояния. Глубина переноса энергии определяется как площадью, так и скоростью локального нагружения.

Исследована зависимость длины волны локализации пластической деформации на параболической стадии деформационного упрочнения от размера зерна в поликристаллическом алюминии. Определен характер такой зависимости. Изучено влияние размера зерна на характер кривой пластического течения.

Исследована зависимость скорости распространения ультразвуковых волн от действующего напряжения в пластически деформируемых поликристаллических металлах и сплавах. Установлено, что связь между действующим напряжением и скоростью ультразвука линейна, причем эта закономерность характерна для всех исследованных материалов. Предложен способ определения временного сопротивления отрыву материалов (предела прочности) при деформировании в области малых пластических деформаций без разрушения образцов.

Деформируемый материал рассматривается как диссипативная бистабильная среда, описываемая нелинейным уравнением реакционно-диффузионного типа для параметра порядка. Коэффициенты указанного уравнения зависят от температуры и напряжений. Показано, что на стадии легкого скольжения пластическая деформация осуществляется путем распространения волны переключения. Проанализировано влияние температуры на критическое напряжение сдвига и протяженность стадии легкого скольжения при квазистатическом нагружении.

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.

Скорость распространения ультразвуковых волн в металлах и сплавах измерена во время пластической деформации. Установлено что зависимость скорости ультразвука от действующего напряжения пластического течения имеет форму многостадийной кривой; ее участки могут иметь как положительный, так и отрицательный наклон. Обсуждена взаимосвязь полученных зависимостей со стадийностью кривых пластического течения.

В монографии с помощью метода флуктуационных волн рассмотрено рассеяние рентгеновских лучей и нейтронов на флуктуационных неоднородностях концентрации и параметров порядка в твердых растворах, однокомпонентных упорядочивающихся кристаллах и системах, находящихся вблизи точек фазового перехода второго рода. Проанализирована информация об этих системах, которая может быть получена с помощью дифракционных исследований. Изложен ряд общих вопросов строения твердых растворов, теории фазовых переходов и флуктуаций в рассматриваемых системах. Рассчитана на научных работников, занимающихся теоретическими и экспериментальными исследованиями в области дифракции рентгеновских лучей и нейтронов, физики твердого тела, металлофизики и материаловедения, а также на студентов старших курсов соответствующих специальностей.

Метод рентгеноструктурного анализа с использованием асимметричной схемы отражения развит до получения одномерных распределений структурно-чувствительных физических величин по глубине. Из получаемого в эксперименте набора усредненных величин по различным толщинам эффективно отражающего слоя, методика позволяет восстанавливать координатную зависимость этих величин. Методика может быть полезна при изучении физической и химической неоднородностей в поверхностном слое материала, создаваемых закалкой, различными видами поверхностного облучения, поверхностным легированием, наплавкой, нанесением пленок и т. д. В работе она применена для получения распределений по глубине нормальной и касательной микродеформаций, связанных с напряжениями 1-го рода, в подвергнутых электронному облучению образцах никелида титана с плоской поверхностью.

Монография посвящена рассмотрению принципов функционирования и наиболее актуальных проблем практической реализации измерительных устройств на базе волоконно-оптических интерферометров. Первая часть содержит описание базовых принципов функционирования волоконных интерферометрических измерительных устройств, анализ обобщенных выражений для сигналов интерферометров разных типов в случае высококогерентных и низкокогерентных источников, передаточных и спектральных передаточных функции интерферометров, свойств интерференционных сигналов при модуляции разности фаз интерферирующих лучей.

На основе уравнений полевой теории дефектов, содержащей кинематические тождества упругого континуума с дислокациями и динамические уравнения калибровочной теории дислокаций, рассмотрены закономерности распространения плоских гармонических волн в однородных упруго-вязкопластических средах и при наличии границ раздела. Определены коэффициенты отражения и преломления волн поля дефектов, характеризуемого тензорами плотности дислокаций и плотности потока. Проанализированы зависимости полученных величин от размеров контактирующих сред.

В основе книги лежит курс лекций, читаемый автором в течение многих лет в Московском Физико-Техническом Институте, но сильно расширенный как по степени подробности рассмотрения всех вопросов, так и по охвату тематики. Книга даёт необходимый для физиков уровень понимания ключевых явлений. Тщательный отбор рассматриваемых тем учитывает сложившуюся структуру курсов общей физики, восполняя реальные пробелы в изучении принципиальных основ и важнейших приложений. Для студентов и преподавателей физических и технических специальностей.