Мир физики и техники
Скачать книги из серии Мир физики и техникиСканирующая зондовая нанотомография
Монография посвящена разработанному в ФГБУ «ФНЦ трансплантологии и искусственных органов им. ак. В. И. Шумакова» Минздрава России современному методу исследования трехмерных микронаноструктур – сканирующей зондовой нанотомографии (СЗНТ), основанной на комбинации сканирующей зондовой микроскопии и ультрамикротомии. В книге проанализированы преимущества и недостатки СЗНТ в сравнении с другими методами анализа ультраструктуры, представлены результаты исследований трехмерной структуры различных биоматериалов и биологических объектов. Рассмотрены ключевые технические решения разработанных аппаратных комплексов для СЗНТ и криоСЗНТ и особенности их патентования. Книга предназначена для специалистов в области нанотехнологий, микроскопии высокого разрешения, структурной биологии, химии полимеров, науки о материалах и других специальностей.
Успехи наноинженерии: электроника, материалы, структуры
Новейшие технологии включают в себя разработку, описание, а также производство и практическое использование самых разнообразных наноразмерных структур, устройств и систем. В междисциплинарном поле этой области исследований пересекаются и перекрываются экспериментальные и теоретические разработки химиков, физиков, инженеров-электронщиков, механиков, материаловедов, биохимиков, молекулярных биологов. Именно сочетание различных подходов и методов является характерной особенностью наиболее интересных и многообещающих разработок в нанотехнологиях. Книга представляет собой сборник последних результату полученных молодыми английскими учеными, многие из которых являлись стипендиатами Королевского общества или Исследовательского совета инженерных и физических наук Великобритании. Проводимые ими работы ведутся на самых передовых рубежах познания, а в более широком контексте создают панораму современного состояния нанонауки и нанотехнологии вообще.
Резание металлов излучением мощных волоконных лазеров
Первый раздел книги посвящен расширенному рассмотрению определяющих результатов процесса лазерного резания физических закономерностей. К таковым относятся: зависимость коэффициента отражения металлов от температуры их нагрева; прохождение ассистирующего газа по фронту реза и его влияние на удаление образующейся на поверхности фронта жидкой фазы; необходимость ограничения максимально возможной величины скорости резания; оптимизация ширины реза на его входе; более эффективный способ локализации излучения; согласование фокусных расстояний фокусирующего объектива и коллиматора лазера; влияние на показатели резания тепловых деформаций. В двух других разделах книги приводятся установленные анализом результатов проведенных в НПЦ «Лазеры и аппаратура ТМ» в период 2005—2014 гг. экспериментальных исследований закономерности лазерного резания металлов, наиболее часто используемых отечественной промышленностью. Таковыми являются конструкционная сталь, резание которой проводится в зависимости от ее толщины в среде сжатого воздуха или кислорода, нержавеющие стали и сплавы алюминия различных марок, резание которых необходимо проводить в среде нейтральных газов, а также ряд других металлов, необходимых для изготовления изделий различного назначения. На основании вышеотмеченного и анализа опубликованных данных двух ведущих зарубежных фирм, успешно работающих в области лазерного резания, стало возможно сформулировать условия его проведения, позволяющие реализовать как повышенные качественные результаты данного процесса, так и его производительность и экспериментально подтвердить их.
Лазерные методы дистанционного обнаружения химических соединений на поверхности тел
В монографии рассмотрены основные методы лазерной спектроскопии, используемые для дистанционного обнаружения и идентификации на поверхности тел следов взрывчатых веществ (ВВ), отравляющих (ОВ), наркотических (НВ) и токсичных веществ промышленного происхождения. Обсуждаются достоинства и недостатки каждого из методов, приводятся их сравнительные характеристики. Особое внимание уделено рассмотрению перспектив развития и практической реализации рассматриваемых технологий, а также обоснованию наиболее предпочтительных областей их применения. Проводится анализ проблем, которые еще требуют своего решения для практической реализации дистанционных методов детектирования следов сложных химических соединений на поверхности тел. Книга рассчитана на широкий круг специалистов, работающих в области спектроскопии, лазерной физики, химии и связанных с разработкой информационно-измерительных комплексов, предназначенных для химического анализа поверхности удаленных объектов, а также может быть полезна преподавателям, аспирантам и студентам старших курсов соответствующих специальностей.
Практика прецизионной лазерной обработки
Книга посвящена рассмотрению практики прецизионной лазерной обработки и основана на результатах авторских работ, полученных в ЭНИМС в период 1963—1993 гг. и в НПЦ «Лазеры и аппаратура ТМ» в период 1998—2012 гг., а также на анализе многочисленных работ отечественных и зарубежных исследователей, опубликованных в открытых источниках. В книге дано определение понятия лазерной прецизионной обработки и представлен обзор основных областей ее применений. Изучены закономерности лазерного сверления, резания, фрезерования и разделения материала импульсами лазерного излучения с длительностью от единиц миллисекунд до сотен фемтосекунд. Рассмотрены процессы формирования отверстия при лазерном сверлении во времени, влияние на форму отверстия частоты следования импульсов, экранирование излучения на продуктах абляции, образование полей термонапряжений в зоне обработки, приводящих к трещинообразованию. Проведена классификация процесса лазерного резания материалов, сформулированы и объяснены основные закономерности этого процесса. Приведены экспериментально установленные режимы оптимального резания различных материалов с использованием различных типов импульсных и непрерывных лазеров, позволяющие обеспечить требования, предъявляемые к прецизионной и высококачественной обработке. Рассмотрена и объяснена методика подбора таких режимов. Проанализировано, в каких случаях целесообразно использовать лазерное фрезерование и каким образом оно должно проводиться. Приведены практические примеры лазерного фрезерования. Рассмотрены перспективы и возможности технологии разделения полупроводниковых и диэлектрических материалов за счет использования механизмов лазерного термораскалывания и формирования в материале внутренних зон разрушения. В заключительном разделе книги приведены технические данные и особенности конструкции различных типов отечественных технологических установок для прецизионной обработки, которые разработаны и производятся НПЦ «Лазеры и аппаратура ТМ». Книга рассчитана на специалистов научно-исследовательских, технологических и производственных подразделений промышленных предприятий, использующих лазерные технологии. Она будет полезной также для студентов и аспирантов, изучающих процессы лазерной обработки.
Методы и оптико-электронные приборы для автоматического контроля подлинности защитных голограмм
Данная книга обобщила оригинальные научно-технические результаты в области разработки и создания оптико-электронных средств идентификации и контроля подлинности защитных голограмм, полученные автором в рамках выполнения прикладных исследований, проводимых в рамках целевых программ Министерства образования и науки РФ, по заданиям государственных и коммерческих организаций. Книга открывает перспективы для дальнейших исследований в области применения, проектирования и исследования оптико-электронных и лазерных систем автоматического контроля подлинности документов с нанесенными на них защитными голограммами. Издание будет полезно как для ученых и специалистов, работающих в сфере голографических технологий, защиты от подделки и контроля подлинности документов, ценных бумаг, денежных знаков и другой продукции, так и для студентов и молодых специалистов, обучающихся и желающих работать в данной области науки и техники.
Методы расчета сложных вакуумных систем
В книге рассматриваются методы расчета сложных вакуумных систем. Под сложной вакуумной системой понимается система, состоящая хотя бы из двух простых элементов. Книга утверждена на научно-техническом совете ФГУП «НИИВТ им. С. А. Векшинского» и рекомендована для научных сотрудников, аспирантов и студентов теплофизических и инженерно-физических специальностей.
Генерация хаоса
Явление динамического хаоса, открытое в последней трети двадцатого века, широко распространено в природе и искусственных системах. Его необычные свойства буквально перевернули обычные представления о том, что малые возмущения или события могут приводить лишь к незначительным изменениям в будущем. Оказалось, что все может быть с точностью до наоборот («эффект бабочки»). Подобно тому, как лазеры являются эффективными источниками узкополосного света, генераторы хаотических колебаний являются эффективными источниками широкополосных аналоговых шумоподобных колебаний. Излагаются теория генерации динамического хаоса в радио– и микроволновом диапазонах частот, принципы построения источников хаоса и их реализация в виде твердотельных устройств с сосредоточенными параметрами.
Физика твердого тела для инженеров. Учебное пособие
Учебное пособие представляет собой систематизированное и доступное изложение курса физики твердого тела, содержащее основные элементы физики конденсированного состояния и ее приложения для описания физических свойств твердых тел и процессов, происходящих в них. В книге подробно затрагиваются вопросы строения кристаллов и аморфных твердых тел, рассматриваются типы межатомных связей и их влияние на структуру веществ. Приводятся основные положения теории колебаний атомов в кристаллической решетке, описаны тепловые, магнитные и диэлектрические свойства конденсированных сред. В учебном пособии отражены необходимые сведения из атомной физики и квантовой механики, и на этой основе – зонная теория твердых тел и электронные процессы в них. Рассматриваются основные положения теории сверхпроводимости и фазовых переходов. Книга написана доступным языком с привлечением математического аппарата в объеме вузовских курсов по математике. Учебное пособие рассчитано на студентов инженерных факультетов, изучающих физику твердого тела или отдельные ее разделы, а также может быть полезно научным работникам смежных с физикой областей науки, желающим ознакомиться с основными положениями и методами физики твердого тела.
Квантовая физика и нанотехнологии
Экспериментальные исследования инфинитного (неограниченного хотя бы в одном направлении) движения квантовых частиц с применением зондовых нанотехнологий показали, что нужно более пристально посмотреть на прежние представления об их движении. А именно, наряду с классической кинетической энергией частицы переносят энергию квантовой нелокальности движения, иначе говоря, участвуют одновременно в двух движениях. Квантовая составляющая энергии движения может быть в некоторых случаях значительной. На основе этого явления предсказано и экспериментально доказано несколько новых эффектов. Испытан прототип холодильного устройства, работающего на эффекте переноса квантовой составляющей энергии движения. Издание предназначено для студентов, изучающих квантовую механику, для аспирантов и молодых научных сотрудников, изучавших ранее квантовую механику и работающих в области нанотехнологии, стремящихся открыть новые эффекты и создать уникальные устройства. Издание 2-е,исправленное и дополненное