Научные эксперименты

Книга известного немецкого физика, биолога, популяризатора науки предлагает читателю 365 опытов, которые могут выполнять дети самостоятельно или с помощью взрослых. Опыты позволят расширить и углубить основные знания по естественно-научному циклу школьных предметов о мире и природных явлениях. Выполнение опытов не требует предварительной подготовки. Описание каждого опыта включает список материалов, подробную инструкцию, предполагаемый результат и объяснение наблюдаемого явления. Некоторые эксперименты дополнены познавательными текстами, раскрывающими более подробно наблюдаемые явления. Для экспериментов используются простые, безопасные и доступные материалы, которые есть почти в каждом доме. Для детей старше 12 лет и их родителей.

В книге рассмотрены результаты экспериментального и теоретического исследования кинетики и механизмов физико-химических процессов в неравновесной низкотемпературной плазме хлора и его смесей с инертными и молекулярными газами. Проанализировано влияние внешних параметров разряда на энергетическое распределение электронов, транспортные и кинетические характеристики электронного газа. Проведен анализ кинетики нейтральных и заряженных частиц; установлены взаимосвязи задаваемых параметров плазмы и начального состава плазмообразующих смесей со стационарными концентрациями активных частиц и плотностями их потоков на поверхность, ограничивающую зону плазмы. Приводятся результаты исследований кинетических закономерностей и механизмов взаимодействия активных частиц плазмы с рядом металлов и полупроводников. Книга предназначена научно-техническим работникам в области неравновесной плазмохимии и плазмохимической технологии, а также студентам и аспирантам соответствующих специальностей.

В монографии приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований и сформулированы теоретические основы и рекомендации механохимического синтеза новых жаростойких экологически чистых, малоэнергоемких композиционных строительных материалов и бетонов различного назначения из вторичных минеральных ресурсов с использованием методов механохимической активации смесей в суперскоростных мельницах планетарного типа нового поколения конструкции ИХТТиМ СО РАН. Работа выполнялась по наряд-заказу (тематическому плану) Министерства образования и науки (2004–2006 гг.) и по гранту Президента РФ для поддержки молодых российских ученых (МК.2686.2007.8 – 4 глава). Монография рассчитана на научных и инженерно-технических работников в области строительства, стройиндустрии, предприятий других отраслей, преподавателей, аспирантов и студентов вузов.

Представлены основы теории планирования эксперимента и анализа получаемых данных. Детально рассмотрены полный факторный эксперимент, дробные реплики, планирование однофакторных, факторных и оптимизационных экспериментов. Изложены методы регрессионного и дисперсионного анализов. Задачи рассмотрены с позиций статистического подхода к постановке физических задач. Материал сопровождается набором типовых примеров, наиболее широко используемых при решении задач прикладного характера. Содержание учебного пособия соответствует курсу лекций по «Теории планирования эксперимента», который авторы читают в МГТУ им. Н.Э. Баумана. Для студентов старших курсов технических университетов. Может быть полезно преподавателям, аспирантам и инженерам.

Книга посвящена учебным исследованиям кумулятивных струй жидкости. Рассмотрены простейшие явления, приводящие к образованию кумулятивных струй, и дана их элементарная теория. Предложены методы наблюдения и фотографирования кумулятивных струй. Описана электрическая модель кумулятивного заряда. Приведены краткие исторические сведения и указаны возможности практического применения кумулятивного эффекта. Подробно описаны самодельные физические приборы и экспериментальные установки. Даны рекомендации по постановке опытов, представлены различные варианты экспериментов. Все опыты доступны и могут быть самостоятельно поставлены учащимися в школьном физическом кабинете или в домашних условиях. Для учащихся школ, гимназий, лицеев с углубленным изучением физико-математических дисциплин, а также студентов и преподавателей педагогических вузов, учителей физики.

Приводятся результаты экспериментов по наблюдениям солнечной активности и ее проявлений в околоземном космическом пространстве, выполненных на спутнике КОРОНАС-Ф в период с июля 2001 по декабрь 2005 г. Дается общая характеристика комплекса научной аппаратуры проекта КОРОНАС-Ф, краткое описание экспериментов, приводятся основные наиболее значимые научные результаты наблюдений, относящиеся к глобальным колебаниям Солнца (p-моды), солнечной короне, вспышкам, солнечным космическим лучам, радиационным поясам Земли, верхней атмосфере Земли. Для научных сотрудников, занимающихся исследованиями в области физики Солнца и солнечно-земной физики, астрофизиков, студентов и аспирантов соответствующих специальностей. Издание осуществлено при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований по проекту 08-02-07008

Монография посвящена теоретическому и экспериментальному исследованию макрокинетики и кинетики высокотемпературного разложения энергоемких конденсированных веществ, включая взрывчатые вещества, пороха, а также современные ракетные топлива (твердые, жидкие и гибридные). Дано описание комплекса новых кинетических приборов, позволяющих измерять скорости быстропротекающих реакций химического превращения гомогенных и гетерогенных конденсированных веществ при температурах, соответствующих режимам зажигания, горения и взрыва. Приведены кинетические данные реакций высокотемпературного разложения компонентов и составов твердых ракетных топлив, жидких монотоплив и взрывчатых веществ. Установлено, что в большинстве случаев кинетические константы реакций высокотемпературного разложения конденсированных веществ существенно отличаются от констант, соответствующих их разложению в низкотемпературной области. Основная часть материалов, представленных в книге, публикуется впервые.

Рассмотрены вопросы эксплуатационной надежности металлических конструкций. Представлены материалы натурных обследований стальных конструкций производственных зданий, конвейерных галерей, большеобъемных бункеров, результаты теоретических и экспериментальных исследований. Рассмотрены снеговые и ветровые нагрузки на здания и сооружения. Для научных и инженерно-технических работников, занимающихся проблемами обеспечения безопасности и надежности промышленных зданий и сооружений, руководителей промышленных и строительных организаций. Работа выполнена в составе мероприятия 2.12 «Исследование и обеспечение устойчивости и безопасности зданий и сооружений на многолетнемерзлых грунтах в условиях изменения климата и сейсмической активности» в рамках реализации программы развития ФГАОУ ВПО «Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова» на 2010—2019 гг.

В монографии представлены результаты исследований устойчивости сжатия термоядерных мишеней при облучении их мощными лазерными пучками и особенностей развития гидродинамических неустойчивостей в лазерном термоядерном синтезе. Дано описание методов и программ, с помощью которых были проведены эти исследования, обсуждаются возможности развития и усовершенствования изложенных подходов. С помощью методов математического моделирования проанализированы данные экспериментов на семи ударно-трубных и лазерных установках, прогнозируются результаты, которые могут быть получены на проектируемых крупномасштабных установках. Все результаты, изложенные в монографии, получены авторами, опубликованы в открытой печати и докладывались на российских и международных научных конференциях. Издание осуществлено при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований по проекту 05-01-14057д

В монографии рассматриваются вопросы исследования механического поведения материалов с использованием современных электромеханических, электродинамических и сервогидравлических испытательных систем, средств контроля и измерений, цифровой оптической системы анализа полей деформаций. Представлены результаты исследований закритической стадии деформирования с построением полных равновесных диаграмм, масштабных эффектов разупрочнения и зависимостей условий макроразрушения от свойств нагружающих систем, механического поведения материалов в условиях квазистатического нагружения и дополнительных воздействий. Анализируются вопросы исследования характеристик циклической трещиностойкости и усталостной долговечности, а также динамического поведения вязкоупругих материалов. Для научных сотрудников, инженеров, аспирантов и магистров, специализирующихся в области экспериментальной механики конструкционных материалов. Подготовлено при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технического комплекса России на 2007–2012 гг.». Государственный контракт № 02.518.11.7135.

В монографии подробно освещены методы и устройства контроля зрелости яблок, применяемые в садоводстве. Основное внимание в работе уделяется оптическим и электрическим характеристикам яблок, используемым для неразрушающего контроля зрелости яблок и позволяющим оценивать их функциональное состояние. Приведены результаты экспериментальных исследований, расширяющие представления о процессе созревания яблок. Показано, что физические методы контроля зрелости яблок можно использовать для определения оптимальных сроков съема плодов в саду и хранения. Установлена периодичность изменений функционального состояния плодов, контролируемого физическими методами. Книга представляет интерес для научных сотрудников, работающих в области садоводства, а также студентов, аспирантов и преподавателей.

Рассматриваются основные разделы теоретической метрологии: теории измерительных процедур и физического эксперимента, теории обработки экспериментальных данных при проведении измерительного эксперимента, теории планирования физического измерительного эксперимента, с которой тесно связаны такие вопросы, как разработка методик выполнения измерительного эксперимента и метрологическое обеспечение физического эксперимента. Учебное пособие подготовлено на кафедре «Приборостроение» и предназначено для студентов, обучающихся по направлениям подготовки «Лазерная техника и лазерные технологии», «Приборостроение», может быть полезно инженерам и научным работникам, занимающимся организацией и проведением измерительного физического эксперимента.

Рассматриваются простейшие прикладные варианты теории упругопластического деформирования при пропорциональном (простом) и непропорциональном (сложном) нагружениях. Излагаются методы идентификации материальных функций, замыкающих варианты теории. Анализируются результаты теоретических и экспериментальных исследований процессов сложного нагружения как по плоским, так и по пространственным траекториям деформаций. Для специалистов конструкторских и проектных организаций, научно-исследовательских институтов, а также для аспирантов и студентов, занимающихся расчетами и исследованиями высоконагруженных конструкций современной техники.

Книга содержит описания учебных исследований, относящихся к физике упругих волн, которые рекомендуются для самостоятельного выполнения учащимися старших классов. Предлагаются приборы для получения звука высокой частоты и ультразвука низкой. Подробно рассмотрены физические явления линейной и нелинейной ультраакустики, практическое применение ультразвука. Все опыты доступны и могут быть поставлены в школьном физическом кабинете или в домашних условиях. Проводя небольшие экспериментальные исследования, читатель познакомится с интересными и практически важными явлениями физики упругих волн, приобретет навыки самостоятельной работы. Для преподавателей физики средней и высшей школы, руководителей физических и технических кружков, а также лиц, занимающихся самообразованием.

Обобщены и систематизированы данные о синтезе и реакционной способности карбоксилатов металлов на основе моно- и дикарбоновых непредельных кислот с двойными и тройными связами, а именно моно- и полиядерных, а также кластерных комплексов, в реакциях раскрытия кратной связи (полимеризации, сополимеризации) и в термических превращениях. Представлены сведения об основных параметрах соединений и об их реакциях (константы скорости, активационные и термодинамические параметры, константы относительной реакционной способности и Q-e-параметры Алфрея–Прайса). Предложены основные подходы к продуктивному использованию экспериментального материала с целью поиска путей синтеза металлополимеров и наноматериалов на их основе, металлокомплексных и наноструктурированных катализаторов, а также к изучению полимераналогичных превращений с участием функциональных карбоксилатных групп. Для специалистов в области химии высокомолекулярных соединений, физикохимиков и широкого круга специалистов в области химии. Издание осуществлено при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований по проекту 09-03-07035

Рассматриваются физические процессы, определяющие динамику и пространственную структуру астрофизических дисков (звездных и газовых дисков галактик). Проводится последовательное изучение динамики малых возмущений и вопросов устойчивости для бесстолкновительных и газодинамических (в том числе аккрецирующих) систем. Подробно рассматривается физика многочисленных неустойчивостей. Излагаются основные нелинейные результаты, базирующиеся на проведении численных (компьютерных) экспериментов. Обсуждаются некоторые механизмы образования спиральной структуры галактик. Описаны подходы к определению параметров темной массы в пределах галактик и в их ближайшей окрестности. Излагаются результаты открытия в последние годы новых галактических структур: вихрей, медленных баров, солитонной структуры спиральных рукавов, и подробно обсуждается физика этих феноменов. Для научных сотрудников и студентов старших курсов физико-математических специальностей вузов.

В книге представлены результаты теоретического и многоуровневого экспериментального анализа динамики субъективного опыта (от генетической и импульсной активности нейронов животных до просоциального поведения здоровых людей разного возраста и людей с хроническим заболеванием) в ситуациях, при которых может быть отмечена регрессия: стресс, болезнь, научение, эмоциональные состояния и алкогольная интоксикация. Рассматривается также регрессия в структуре культуры. Обсуждается сходство закономерностей развертывания регрессии в этих ситуациях. Книга может быть интересна специалистам в области психологии, психотерапии, медицины, биологии, культурологии и философии.

Обобщены результаты преимущественно экспериментальных исследований процессов горения, воспламенения/самовоспламенения, быстрой дефлаграции и детонации в водородсодержащих горючих системах. Для анализа выбраны исследования при начальных условиях, представляющих практический интерес для проблем водородной энергетики и решения вопросов безопасности при преднамеренном использовании или случайном появлении водорода в технических устройствах. Описаны возможные режимы взрывного превращения, их концентрационные, барические, температурные и геометрические условия реализации и возможные ограничения. Оценены вероятные варианты использования водорода в качестве горючего. Рассмотрены вопросы, связанные с горением предварительно не перемешанных и частично перемешанных смесей, содержащих водород, а также последствия взрывов для горючих облаков водородсодержащих систем в атмосфере и для газонаполненных погруженных в жидкость полостей.

Настоящее издание содержит теоретические сведения и нормативные основы планирования эксперимента и обработки опытных данных. Для аспирантов и научных работников, а также студентов старших курсов высших технических учебных заведений.

Лабораторный практикум «Определение качества воды по биологическим, физическим и химическим показателям» составлено с учетом Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки 111400.62 Водные биоресурсы и аквакультура, утвержденного приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 28 октября 2009 г. № 487. В практикуме рассмотрены основные принципы расчета для определения качества воды по биологическим, химическим и физическим показателям, приведено описание некоторых методов эксперимента с использованием современного оборудования. Каждая лабораторная работа включает краткие теоретические сведения, последовательность выполнения экспериментальной части работы, контрольные вопросы и тестовые задания.