Физика. Рубрика в журнале - Инженерные технологии и системы
Gamma-ray compton spectroscopy of tungsten using 662 KeV gamma-ray radiation
Статья научная
Compton profile measurement of Tungsten polycrystalline sample has been performed with 662 KeV y-radiation from a cesium-137 source scattered at 900. The Spectrometer calibration and data corrections for the high energy experiment are discussed. The data are compared with the augmented-plane-wave (APW) band theoretical Compton profile of Tungsten. Theoretical predictions show the band theory overestimates the momentum density at low momenta and underestimates it at intermediate momenta. The discrepancies between experiment and theory were attributed to some non-local exchange-correlation effects and the spin-orbital interaction effect which were neglected in the theoretical calculation.
Бесплатно
Влияние примесей на электросопротивление меди и алюминия
Статья научная
В статье рассматривается влияние примесей и температуры на электросопротивление алюминия и меди с позиций электронной теории металлов и упорядоченности их атомной структуры; делается вывод о том, что основной фактор влияния примесей на электропроводность алюминия и меди - эффективное сечение рассеяния; на основе двухзонной модели электронной структуры делается предположение о том, что примеси по-разному влияют на сечения рассеяния электронов и дырок в поливалентных металлах, что может привести к достаточно сложным температурным и концентрационным зависимостям этих свойств.
Бесплатно
Генерация второй гармоники в порошках кристаллов ниобата бария стронция
Статья научная
В статье исследуется генерация второй гармоники (ГВГ) в порошках твердых растворов ниобата бария-стронция (SBN); устанавливается, что с повышением температуры в твердых растворах SBN наблюдается уменьшение эффективности ГВГ, связанное с фазовым переходом из сегнетоэлектрической фазы в параэлектрическую фазу; определяются характерные температуры фазовых переходов для чистых и легированных кристаллов SBN.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлены результаты исследования генерации излучения в синей области спектра при последовательном нелинейно-оптическом преобразовании излучения YAG:Nd 3+-лазера на длине волны 1,34 мкм.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Рассмотрена проблема мониторинга лесного фонда. Актуальность исследований обусловлена необходимостью совершенствования системы лесоуправления и лесопользования на базе современных информационных технологий. Самым эффективным решением является использование радиочастотного мониторинга лесного фонда с помощью сети радиочастотных (RFID) устройств. Такая система позволяет оперативно отслеживать перемещения лесосырьевых потоков с точностью до одного бревна, выявлять лесные пожары в самом начале задымления и выполнять многие другие функции. Одним из необходимых параметров функционирования и проектирования системы является комплексная диэлектрическая проницаемость, получить которую традиционными статистическими методами не представляется возможным. Таким образом, цель исследования - получение функциональной зависимости диэлектрической проницаемости от параметров лесной среды на основе нечеткого вывода. Материалы и методы. Методологическую основу теоретических исследований составили положения математического и нечеткого моделирования, а в части выполнения экспериментальных исследований по апробации системы радиочастотного мониторинга и проверки адекватности предложенной нечеткой модели использовались методы лесной таксации, процессов лесозаготовок, теории информации и передачи сигналов, математической статистики, теории эксперимента. Синтез нечеткой модели был выполнен средствами Fuzzy Logic Toolbox приложения MATLAB. Результаты исследования. Была получена зависимость диэлектрической проницаемости от параметров лесной среды на основе нечеткого вывода. Формально суммарная комплексная диэлектрическая проницаемость ек участка лесной среды (полога) и значения входных величин определяются следующим образом: ек = f (V, а), где V - объемная доля г'-го компонента лесной среды (в реальных условиях, по данным эксперимента, - от 0 до 0,5); а - константа, учитывающая вид лесного массива (от 0 до 0,5 - открытый участок; от 0,5 до 1,5 - сосновый бор стандартной высоты 25 м; от 1,5 до 2,5 - смешанный лес; от 3,5 до 4,5 - березовая роща; от 4,5 до 5,0 - ельник). Главное отличие предложенного подхода заключается в дискретном представлении лесной среды как суммы элементов леса. Только такой подход обеспечивает точное измерение диэлектрической проницаемости лесной среды. © Побединский В. В., Газизов А. М., Санников С. П., Побединский А. А., 2018 148 Vol. 28, no. 2. 2018_MORDOVIA UNIVERSITY BULLETIN Обсуждение и заключения. В статье впервые предложен теоретический подход к оценке параметров лесной среды, представленной дискретно, а диэлектрическая проницаемость определена на основе нечеткого моделирования. Практическая применимость результатов заключается в возможности создания структуры информационного обеспечения автоматизированной системы лесоуправления и лесопользования на базе мониторинга лесного фонда. Предложенная функция диэлектрической проницаемости участка леса учитывает основные параметры лесной среды и является достаточно корректной Она необходима для проектирования систем радиочастотного мониторинга лесного фонда и позволяет реализовать принципиально новый подход к решению задач мониторинга лесного фонда.
Бесплатно
Кинетические особенности формирования гетероструктур в-SiС / Si методом эндотаксии
Статья научная
В статье исследуется твердофазный процесс эндотаксии карбида кремния, который сопровождается химическим превращением Si-фазы в SiC-фазу в среде водорода и его производных с углеродом при t 1 360-1 380 °С и нормальном давлении; излагаются факторы и природа трудностей управляемого легирования карбида кремния, сформированного на подложке кремния, и его особенности; предлагаются модели механизмов влияния типа проводимости подложки на гетерогенные процессы формирования монокристаллической пленки карбида кремния; определяется концентрационное распределение точечных дефектов в рамках фазовых границ по толщине гетероструктуры, а также роль факторов, от которых оно зависит.
Бесплатно
Моделирование температурного поля поверхности при электроискровом легировании металлов
Статья научная
Введение. В настоящее время особую актуальность приобретает проблема повышения эксплуатационных свойств деталей машин, инструментов и технологической оснастки посредством улучшения физико-химико-механических характеристик их исполнительных рабочих поверхностей. Одним из современных методов получения покрытий на поверхностях деталей является метод электроискрового легирования, при котором важную роль играет выбор теплофизических свойств материалов для получения покрытий с заданными физико-механическими и триботехническими свойствами. С целью выбора материала электрода в статье изложены результаты разработки метода расчета нестационарного температурного поля обрабатываемого материала (катода) в виде прямоугольного параллелепипеда, на одной грани которого в процессе электроискрового легирования формируется легированный слой. Материалы и методы. Для формирования легированного слоя при каплевидном электромассопереносе в качестве обрабатываемого материала (катода) использовалось железо в форме параллелепипеда, а в качестве обрабатывающего материала (анода) - вольфрам. Предложена нелинейная начально-краевая задача и вычислительная схема для определения значений температуры во всех точках температурного поля катода в форме параллелепипеда с расположением нескольких теплоизлуча-ющих капель на его грани. Результаты исследования. В статье изложен алгоритм решения задачи в соответствии со второй формулой Грина для нахождения температурного поля в катоде, имеющем форму параллелепипеда; при этом описанная нелинейная модель потока из капель в параллелепипед заменяется линейной моделью. Построен алгоритм, проведены расчеты для определения значений температуры во всех точках и температурного потока в катоде в случае одной среднестатистической капли на его грани. По данному алгоритму создан пакет программ, проведены экспериментальные расчеты. Показана динамика значений температуры (во всех точках) и теплового потока исследуемых точек катода. Обсуждение и заключение. Результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что для достижения более высоких свойств покрытий и большей эффективности электроискрового легирования необходим расчет температурного поля и теплового потока исследуемых точек катода. Представленная математическая модель получена для нанесения одной капли, помещенной на границу теплопроводящего полупространства. При выборе анодного материала в зависимости от эрозионной стойкости для получения необходимой толщины поверхностных слоев с заданными функциональными свойствами используется разработанный метод расчета, который позволяет описать процесс остывания одной нанесенной капли и использовать затем полученную информацию для усредненного описания эффекта нагрева тела параллелепипеда рядом таких капель.
Бесплатно
Оценка акустического загрязнения селитебной территории в г. Саранске
Статья научная
Одной из стратегических проблем современной экологии является исследование воздействия неблагоприятных факторов среды жизни на физическое развитие, здоровье населения и окружающую среду. Шум является одним таких факторов. Известно, что длительное воздействие шума приводит к нарастанию медленновол-новой активности, а также изменению зрительного и слухового коркового ответа с нарастанием латентности и снижением амплитудных значений основных пиков, что свидетельствует о стрессовой реакции на раздражитель. Кроме того, хроническое воздействие шума приводит к снижению общей двигательной активности, повышению тревожности, снижению эмоциональной активности людей. Пато-морфологические исследования выявили нарушение сосудистого характера при воздействии шума в течение 15 дней. Более длительное действие вызывает необратимые изменения в нервной ткани в виде снижения общего числа нейронов на единицу площади, наличия глиальных рубцов в области 2 слоя коры головного мозга. Если уровень энергии шума превышает предельно допустимый уровень (ПДУ), то проводятся шумозащитные мероприятия. В статье рассматриваются вопросы, затрагивающие одну из наиболее актуальных проблем современного мира - загрязнение селитебной территории автомобильным шумом; дается оценка акустического загрязнения городской среды от воздействия автотранспортных потоков; описываются транспортные, дорожные и архитектурно-градостроительные факторы акустического загрязнения городской среды; рассматриваются существующие методики оценки звукового давления, создаваемого потоком автотранспорта; даются рекомендации экологической направленности, касающиеся проектных решений транспортных магистралей на основе сочетания различных защитных факторов.
Бесплатно
Поперечные колебательные движения в вязкой жидкости, контактирующей с пористой средой
Статья научная
Введение. Рассматривается решение двух задач о поперечных колебаниях в вязкой несжимаемой однородной жидкости, контактирующей с пористой средой (матрицей), насыщенной этой же жидкостью. Поверхностью раздела пористой среды и контактирующей с ней жидкости во всех рассмотренных случаях является плоскость. Материалы и методы. Для описания движения жидкости в пористой среде использовалось нестационарное уравнение Бринкмана. В граничных условиях учитывалось возможное скольжение жидкости в пористой среде вдоль твердой непроницаемой поверхности, ограничивающей пористую среду. Результаты исследования. Получены точные аналитические решения двух задач о внутренних поперечных волнах в вязкой жидкости, находящейся на слое пористой среды. Решение первой задачи показывает, что в вязкой жидкости могут существовать затухающие поперечные волны, скорость которых перпендикулярна направлению волны. В пористой среде амплитуда скорости монотонно уменьшается по мере удаления вглубь пористой среды. В тех случаях, когда поперечные волны существуют, их длина в пористой среде и свободной жидкости равна 2n52-Jr и 2я-2 соответственно. Сильное затухание волны происходит на расстоянии, приближенном к ее длине, поэтому движение сосредоточено в слое аналогичной толщины. Чтобы волна могла проникнуть из свободной жидкости в пористую среду, толщина слоев h1 и h2 должна быть сравнимой с длинами волн. Во второй задаче получено, что в случае е22 >> 1 - как в жидкости, так и в пористой среде. Обсуждение и заключения. Таким образом, при малых частотах колебаний затухающие поперечные волны могут существовать только в свободной жидкости, а при больших - и в жидкости, и в пористой среде. Для дальнейшего исследования можно рассмотреть колебательные движения пористого шара с твердым непроницаемым ядром в вязкой жидкости.
Бесплатно
Синтез наноструктур на поверхности твёрдых тел в поле лазерного излучения слабой интенсивности
Статья научная
В статье представлены результаты исследования образования неоднородных пространственно-временных структур в адсорбционном слое на однородной поверхности диэлектрика, полупроводника или металла в результате нетеплового воздействия лазерного излучения относительно слабой интенсивности.
Бесплатно
Согласованные движения электронов на поверхности графена
Статья научная
Введение. Актуальной задачей является развитие теории графена для поиска способов управления его физическими и механическими свойствами. В статье исследованы электропроводные свойства графена (в частности, линейный закон дисперсии электронов и следствия из этого закона). Материалы и методы. В качестве материала для построения теории были использованы проверенные экспериментальные данные, а также основные положения физики твердого тела и квантовой механики. В статье использован универсальный синергетический принцип, согласно которому строятся две разноуровневые согласованные математические модели движения квазичастиц в графене при воздействии электрического поля. На макроскопическом уровне графен предложено рассматривать как кристалл, состоящий из трех параллельных плоскостей: две плоскости представляют собой электронный газ, еще одна является основной частью кристалла. На микроскопическом уровне движение квазичастиц электронной волны описывается уравнением Шредингера. Результаты исследования. Получен альтернативный метод вывода линейного закона дисперсии в графене на макроскопическом уровне. На основе анализа модели предложена гипотеза о согласованном движении пар электронов, образующих бозон. Данная гипотеза отличается от традиционной, согласно которой квазичастицы в графене являются фермионами Дирака. Для проверки непротиворечивости гипотезы рассмотрен эффект Холла в графене. Также из уравнения Шредингера выведен линейный закон дисперсии для пары электронов. Как макроскопическая, так и микроскопическая модели в достаточной степени согласуются с опытными данными. Обсуждение и заключение. Основным результатом статьи является построение многоуровневой математической модели, адекватно описывающей электропроводные свойства графена (линейный закон дисперсии, аномальный эффект Холла). Практическая значимость состоит в создании возможности регулирования электропроводных свойств графена путем воздействия на электронные пары.
Бесплатно
