Физика. Рубрика в журнале - Труды Московского физико-технического института
Автоколебания, возбуждаемые теплоотводом от потока нагретого газа
Статья научная
Получена простейшая математическая модель для определения параметров авто- колебаний, самовозбуждающихся в установке Леманна при локальном отводе теплоты от потока нагретого газа. Установлено, что при определенных условиях отвод теплоты от газа изменяет гидравлические характеристики течения, порождая эффект «отрица- тельного» сопротивления. Полученная математическая модель позволяет теоретически определить условия самовозбуждения рассматриваемых автоколебаний, а также оце- нить влияние различных параметров на их форму.
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время активно изучаются автоэмиссионные свойства полиакрилонитрильных углеродных волокон. Рассмотрены автоэмиссионные свойства полиакрилонитрильных углеродных волокон с фибрильной структурой диаметром 7 мкм и с температурой термической обработки 1500-2600 oC. Величина максимального эмиссионного тока, снимаемого с одиночного углеродного волокна, возрастает с увеличением температуры термообработки. Проанализировано изменение вольт-амперных характеристик в процессе работы автоэмиссионного катода и под воздействием адсорбции молекул остаточного газа. Показан путь уменьшения флуктуаций эмиссионного тока.
Бесплатно
Статья научная
Приведен алгоритм первичной обработки сигнала, отраженного от разных видов метеообразований (МО) в зоне ответственности посадочного радиолокатора (ПРЛ). Приводится краткий анализ результатов обработки и проведения эксперимента ПРЛ на полигоне. Делается вывод о возможности использования радиолокатора для обнаружения метеообразований.
Бесплатно
Статья научная
Анализируется картина дифракции излучения от удалённых источников монохроматического и белого света на центрально-симметричных структурах, расположенных на приёмной апертуре. Одна из этих структур - это случайная двумерная центрально симметричная спекл-структура (СДЦС спекл-структура). Она формируется путём регистрации приёмной апертурой распределения интенсивности лазерного излучения, рассеянного плоской круглой шероховатой поверхностью. Другая - это одномерная центрально-симметричная структура с детерминированным синусоидальным распределением. Она формируется путём регистрации приёмной апертурой интенсивности лазерного излучения, рассеянного двумя симметрично расположенными относительно оси приёмной апертуры узкими щелями, прорезанными в непрозрачном экране. Показано, что при дифракции излучения на СДЦС, идущего от источника монохроматического света, формируется одноцветная центрально-симметричная спекл-структура, а при дифракции излучения на СДЦС, идущего от источника белого света, формируется многоцветная центрально-симметричная спекл-структура. Полученные в работе результаты позволяют объяснить эффект появления на сетчатке глаза одноцветных центральносимметричных спекл-структур в процессе наблюдения удалённых источников монохроматического и белого света как результат дифракции излучения от удалённых источников на верхних глазных ресницах, которые можно трактовать как центральносимметричную спекл-структуру. Этот эффект, например, имеет место при наблюдении удалённого источника белого света, излучённого фонариками мобильных телефонов, а также от удалённых источников монохроматического и белого света на фоне ночного неба. Здесь целесообразно отметить тот факт, что другие работы по представленной тематике, касающейся анализа картины дифракции излучения от удалённых источников монохроматического и белого света на центрально-симметричных структурах, к настоящему времени отсутствуют.
Бесплатно
Взаимодействие ультракороткого импульса гауссовой формы с осциллятором Морзе
Статья научная
Статья посвящена численному анализу особенностей возбуждения классическо- го осциллятора Морзе под действием электрических импульсов гауссовой формы. Исследована спектральная и временная зависимости поглощенной энергии осцилля- тором Морзе. Проведено сравнение со случаем гармонического осциллятора.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассматривается влияние формы эллипсоидальной полупроводниковой наночастицы оксида индия-олова (indium-tin oxide - ITO) на параметры поверхностного плазмонного резонанса, возникающего на данных наночастицах. Рассчитываются сенсорные свойства оптического плазмонного сенсора, который может быть реализован на их основе. Показано, что чувствительность подобного сенсора пропорциональна величине полуоси эллипсоида, вдоль которой направлена поляризация воздействующего излучения.
Бесплатно
Статья научная
Экспериментально исследованы болометры структуры сверхпроводник-изолятор- нормальный металл-изолятор-сверхпроводник (СИНИС). Подводящие электроды из нормального металла к такой структуре должны выполнять функции ловушек горячих квазичастиц, т.е. теплоотвода. Обнаружено, что теплоотводы из палладия в непосредственной близости со сверхпроводником уменьшают эффективный объем сверхпроводящего алюминия и приводят к его перегреву. Исследована аналогичная серия образцов с подводящими электродами из золота. В этом случае при контакте сверхпроводящего алюминия с золотом на границе образуется барьер, который препятствует подавлению энергетической щели сверхпроводника, однако такая ловушка не улучшает теплоотвод. Поскольку исследованные ловушки из нормального металла не обеспечивают достаточного охлаждения, была сделана оценка перегрева в зависимости от объема сверхпроводника. По нашим оценкам в образце с объемом сверхпроводящего алюминия 14 мкм3 перегрев практически отсутствует по сравнению с образцом с объемом сверхпроводника 0.2 мкм3 с перегревом до 480 мК от фононной температуры 280 мК. Показано, что для улучшения охлаждения сверхпроводника наиболее эффективным методом является увеличение объема сверхпроводящего алюминия, что способствует разбавлению горячих квазичастиц и уменьшению перегрева.
Бесплатно
Влияние различных факторов на измерения СПЭЯ космическими средствами
Статья научная
Представлено исследование влияния точности определения функции спектральной чувствительности (ФСЧ) и параметров атмосферы (содержание озона, водяного па- ра, аэрозоля) на значения спектральной плотности энергетической яркости (СПЭЯ) и вегетационных индексов для растительности и почвы.
Бесплатно
Статья научная
При различных режимах горения товливно-воздушных смесей давления и импульсы существенно различны. Поэтому для прогнозирования реальной картины развития аварий на топливно-насыщенных объектах необходимо знать максимально точные границы существования каждого из режимов. В данной работе рассмотрено горение смесей наиболее распространенного альтернативного моторного топлива (АМТ) - сжиженного углеводородного газа (СУГ) с воздухом. Представлены результаты экспериментов в детонационной трубе с препятствиями, моделирующими загроможденность пространства. Показано влияние температуры на видимую скорость фронта пламени и концентрационные пределы различных режимов распространения горения. Результаты, представленные в настоящей работе, могут быть использованы при разработке и верификации компьютерных кодов для анализа возможных аварийных ситуаций.
Бесплатно
Возбуждение вещества электромагнитными импульсами со случайной фазой
Статья научная
Теоретически исследуется возбуждение вещества электромагнитными импульсами со случайной фазой на примере двухуровневой системы и квантового гармонического осциллятора. В рамках теории возмущений получено выражение для вероятности возбуждения двухуровневой системы через Фурье-образ огибающей импульса. Численно проанализировано возбуждение квантового осциллятора гауссовским и экспоненциальным импульсами с различными фазовыми характеристиками в терминах вероятности возбуждения за все время действия импульса. Установлены характеристические черты данного процесса как функции длительности импульса для различных значений частоты Раби.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены особенности возбуждения гармонического квантового осциллятора без затухания электромагнитными импульсами с учетом нелинейных эффектов. Исследованы зависимости вероятности возбуждения перехода 0→1 от длительности и несущей частоты для различных амплитуд электрического поля импульса гауссовой формы. Показано, что при малых величинах электрического поля данные зависимости имеют один максимум. С ростом амплитуды поля этот максимум переходит в минимуми наблюдается появление двух новых максимумов.
Бесплатно
Статья научная
Рассчитана и проанализирована вероятность поглощения ультракороткого импульса на металлических кластерах в области плазмонного резонанса за все время действия импульса. Рассмотрен случай импульсов с несущей частотой и электромагнитных всплесков (вейвлетов) без несущей частоты. Выявлены особенности временной зависимости вероятности процесса, характерные для малых длительностей импульса.
Бесплатно
Возбуждение фононов электромагнитными импульсами: от микро- к макроописанию процесса
Статья научная
В статье установлено соответствие между квантово-механической формулой для вероятности возбуждения микромишени электромагнитным импульсом (ЭМИ) и известным из электродинамики сплошных сред выражением для диссипации энергии немонохроматического поля в диспергирующей среде. Это выражение используется для расчета энергии возбуждения поперечных оптических фононов в GaAs под действием гауссовского униполярного импульса. Рассчитаны и проанализированы зависимости переданной энергии от длительности импульса и текущего времени.
Бесплатно
Воздействие ультразвуковых колебаний на стабильность эмиссии точечного автокатода
Статья научная
Предложен метод повышения стабильности и устойчивости к ионной бомбардировке точечных (острийных) автоэлектронных катодов. К катоду подводят ультразвуковые колебания, которые вследствие его конусообразной формы фокусируются на его вершине. Ионы остаточных газов, создаваемые электронным ударом, ранее бомбардировавшие вершину катода, теперь расфокусируются. В результате снижается эрозия эмиттирующей области и повышается стабильность тока. Это позволяет снизить требования к вакуумным условиям.
Бесплатно
Выбор оптимального метода моделирования распространения импульсов в волоконных световодах
Статья научная
Правильный выбор метода моделирования распространения импульсов в волокон- ных световодах позволяет существенно сократить время моделирования с заданной точностью. В данной работе выполняется сравление и анализ наиболее перспективных модификаций фурье-метода расщепления по физическим процессам. В первой части работы приводится обобщённое уравнение распространения импульсов в волоконном световоде, выполняются замены переменных для удобного расчёта распространения импульсов в солитонном режиме. Численное решение сравнивается с точным анали- тическим решением с заданной точностью для солитонов 1-10 порядков. Выполняется сравнительный анализ четырёх методов. Показано, что выигрыш в скорости одного метода по сравнению с другим достигает до 327%.
Бесплатно
Высоковольтный источник питания для автоэлектронной эмиссии источников света
Статья научная
Представлен способ генерации импульсов массового разряда мощностью до 200 нс до 40 кВ, работающих со скоростями повторения до 100 кГц, которые могут быть синхронизированы с лазерными импульсами. Эти материалы просты в изготовлении и были разработаны для генерации сверхбыстрого терагерцового импульса от GaAs- фотопроводящих антенн с использованием лазера с регенеративным усилением с высо- кой повторяемостью. Также показано улучшение отношения сигнал-шум в поле посто- янного смещения постоянного тока и применение питания для генерации терагерцового импульса.
Бесплатно
Статья научная
Предложен способ масс-спектрометрического детектирования паров нитросоедине- ний с ионизацией импульсно-периодическим лазерным излучением с импульсами нано- секундой длительности в условиях атмосферного давления. Сконструирован комбини- рованный атмосферный ионный источник с двумя способами ионизации: импульсно- периодическим лазерным излучением с импульсами наносекундой длительности и ко- ронным разрядом. Показано, что в режиме ионизации коронным разрядом при до- статочно большом значении тока разряда возможна последующая фрагментация по механизмам, схожим с ионизацией классическим электронным ударом в условиях сред- него вакуума. Ионизация лазером с диодной накачкой (частота следования импульсов 300 Гц) по сравнению с лазером с ламповой накачкой (частота следования импульсов 10 Гц) производит большее количество, но меньшее разнообразие ионов в отрицатель- ной моде. Порог обнаружения ТНТ не превышает 10-13 г/см3, что позволяет исполь- зовать данный подход для создания быстрого портативного устройства, позволяющего с высокой чувствительностью и достоверностью обнаруживать следовые количества взрывчатых веществ в атмосферном воздухе. Продемонстрировано, что использование лазерного излучения с более короткими импульсами и более высокой частотой сле- дования импульсов повышает эффективность ионизации, чувствительность и предел детектирования нитросоединений.
Бесплатно
Генерация электронно-пучковой плазмы вблизи поверхности проводящих и диэлектрических дисков
Статья научная
Экспериментально исследовались пучково-плазменные образования, генерируемые вблизи поверхности металлических дисков и металлических дисков с диэлектрическим покрытием при их облучении непрерывным или импульсно-периодическим электронным пучком. В качестве плазмообразующего газа использовался воздух, давление которого варьировалось в диапазоне 10-1-2·101 Торр. По результатам обработки оптических изображений пучково-плазменных образований выявлено влияние давления газа на геометрию плазменных облаков и их расположение относительно поверхности диска. По результатам исследования переходных режимов зарядки/разрядки дисков обнаружено, что форма переднего и заднего фронтов электрического сигнала (потенциала диска относительно «земли»), снимаемого с диска с диэлектрическим покрытием, существенно отличается от формы фронтов «голых» металлических дисков.
Бесплатно
Генерация электронно-пучковой плазмы внутри диэлектрического контейнера
Статья научная
Экспериментально исследована генерация плазмы внутри цилиндрического диэлектрического контейнера, заполненного газом, при инжекции тонкого непрерывного электронного пучка вдоль оси контейнера (ось z). В качестве контейнера использовались трубки из кварцевого стекла, воздух был плазмообразующей средой. Образованиеплазмы изучалось в широком диапазоне давления газа Pm = 10-1 - 2 · 101 Торр. Исследовались продольные распределения интенсивности свечения B(z) стенки контейнера и ее температуры Tw(z). Было установлено, что обе эти функции имеют максимумы, положение которых зависит от величины Pm, однако максимумы B(z) и Tw(z) могут находиться на разных расстояниях z.
Бесплатно
Гибридная линия передач с интегрированной цепочкой термопар для генерации терагерцового излучения
Статья научная
Мы предлагаем концепцию новой термоэлектрической структуры для генерации микроволнового и терагерцового излучения под действием фемтосекундных лазерных импульсов. Структура состоит из последовательной цепочки термопар с емкостной связью, образующих гибридную линию передач. Такая линия легко интегрируется с микрополосковой линией передач, обладает аномальной дисперсией и сверхсветовой фазовой скоростью, что важно для синфазного сложения отклика от всех термопар. Представлены расчетные дисперсионные кривые, полученные из эквивалентной схемы элементарной ячейки и численного моделирования.
Бесплатно
