Pages Navigation Menu

ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ

ISSN 2227-6017 (ONLINE), ISSN 2303-9868 (PRINT), DOI: 10.18454/IRJ.2227-6017
ПИ № ФС 77 - 51217, 18+

СИНТЕЗ НАНОПОРОШКОВ ИЗ FE:MGAL2O4 В ЛАЗЕРНОМ ФАКЕЛЕ

Опубликовано в 2018, Выпуск №8(74) Август 2018, ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ | Нет комментариев

Исследовались особенности получения нанопорошков Fe:MgAl2O4 путём испарения мишени из смеси простых оксидов (Fe2O3, MgO, Al2O3) импульсно-периодическим излучением CO2 лазера с пиковой интенсивностью излучения I=1,6 МВт/см2 и средней мощностью излучения Paver=600 Вт, также волоконным иттербиевым лазером (I=0,4 МВт/см2 и Paver=300 Вт). Показано, что при использовании CO2 лазера полученный нанопорошок имеет удельную поверхность 56 м2/г и содержит в себе две кристаллических фазы – MgAl2O4 (98,2 масс.%) и MgO (1,8 масс.%) с растворёнными в них ионами Fe. При средней мощности излучения 600 Вт производительность получения нанопорошка составила 16 г/час. В случае применения волоконного иттербиевого лазера полученный нанопорошок имеет в 2 раза большую удельную поверхность (105 м2/г) и содержит в себе 4 фазы: MgAl2O4 (67,5 масс.%), γ-Al2O3 (24,8 масс.%), Fe3O4 (3,2 масс.%) и MgO (4,5 вес.%). При этом производительность получения нанопорошка из-за образования на поверхности мишени «леса» из выступов высотой 4÷5мм, покрытых слоем полупрозрачного оплавленного слоя, составила только 2,7г/час. Значительные различия в фазовых составах полученных этими лазерами нанопорошков связывается с большей скоростью охлаждения лазерного факела в случае волоконного иттербиевого лазера.

Далее

ОСОБЕННОСТИ ЭМИССИИ В НАНОЗЁРЕННОЙ СТРУКТУРЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВ

Опубликовано в 2018, Выпуск №8(74) Август 2018, ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ | Нет комментариев

В работе проведено экспериментальное исследование и теоретический анализ возможных механизмов автоэмиссии в нанозёренной структуре наиболее применяемых полупроводников (Si, GaAs, InAs, InSb). Предложена модельная схема электронных процессов. Рассчитаны параметры электронного спектра исследуемых структур. Получено качественное и количественное согласование экспериментальных результатов с теоретической оценкой, что подтверждает правомерность сформулированных модельных представлений. Проведённое исследование позволяет утверждать, что эмиттеры на основе узкозонных полупроводников А3В5 значительно эффективнее, чем на базе металлов, углерода, кремния.

Далее

СПЕКТРЫ ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ И ПЛАЗМЕННОГО ОТРАЖЕНИЯ КОЛЛОИДНЫХ КВАНТОВЫХ ТОЧЕК CdSe, PbS, GaAs

Опубликовано в 2018, Выпуск №8(74) Август 2018, ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ | Нет комментариев

Опробована простая технология нанесения коллоидных квантовых точек (КТ) в относительно толстые (до 1 мкм) слои на стеклянной подложке. По 3D-АСМ-топограммам сделано заключение, что КТ агрегированы в конгломераты, которые состоят из плотноупакованных более мелких частиц, имеющих форму гранённых пластинок. Экспериментальные характеристики спектров фотолюминесценции хорошо согласуются с теоретическими. При переносе КТ из суспензии на подложку наблюдается снижение квантового выхода. Обнаружено резонансное отражение на КТ-PbS в области спектра ~ 8 мкм и КТ-CdSe/CdS – ~ 2 мкм.

Далее

О ПЕРИОДИЧЕСКИХ РЕШЕНИЯХ КРАЕВОЙ ЗАДАЧИ ДЛЯ КВАЗИЛИНЕЙНЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ ВОЛЬТЕРРА

Опубликовано в 2018, Выпуск №8(74) Август 2018, ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ | Нет комментариев

Изучена проблема: при выполнении каких условий периодическая функция будет решением интегрального уравнения Вольтерра с периодическими коэффициентами. В данной работе найдены достаточные условия существования периодических решений краевой задачи для квазилинейных интегральных уравнений Вольтерра, которые стремятся к решению периодической краевой задачи для порождающего уравнения. При этом применяется принцип сжатых отображений и условия аналитичности заданных функций. Само решение квазилинейных интегральных уравнений Вольтерра построено в пространстве непрерывных функций.

Далее

ОБ ОДНОМ СЛУЧАЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИНУДИТЕЛЬНОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ МЕТОДОМ ПРИБЛИЖЕННЫХ ТОЧЕЧНЫХ ОТОБРАЖЕНИЙ

Опубликовано в 2018, Выпуск №8(74) Август 2018, ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ | Нет комментариев

Рассматривается вопрос о возможности исследования синхронизации квазигармонического осциллятора с нелинейностью типа кубической параболы методом приближенных точечных отображений. Вопрос о синхронизации квазигармонического осциллятора сводится к решению вопроса о существовании неподвижных точек точечного отображения, при построении которого применяется метод последовательных приближений. Предложенный метод исследования является асимптотическим методом, поэтому важным является также вопрос о применимости результатов приближенного исследования при конкретных значениях малого параметра. В настоящей статье предложено рассматривать задачу о применимости результатов приближенного исследования, оценивая степень близости приближенного точечного отображения к точному отображению.

Далее

КОЭФФИЦИЕНТ ПУАССОНА ДЕНТИНА КАК АНИЗОТРОПНОЙ СРЕДЫ С ГЕКСАГОНАЛЬНОЙ СИММЕТРИЕЙ

Опубликовано в 2018, Выпуск №7(73) Июль 2018, ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ | Нет комментариев

Коэффициент Пуассона (поперечной деформации) играет важную роль в деформационном поведении материалов. Наравне с модулем Юнга он составляет двойку независимых и наиболее информативных материальных констант твердых тел. Для твердых тканей зуба (эмали и дентина) коэффициент Пуассона должен соответствовать коэффициенту Пуассона реставрационных материалов во избежание перенапряжений на границе разделов реставрационный материал-эмаль и реставрационный материал-дентин. Кроме того, величина коэффициента Пуассона влияет на деформационную прочность эмали и дентина, а именно трещиностойкость, при возникновении в них напряженно-деформированного состояния. В данной работе впервые получена ориентационная зависимость коэффициента Пуассона дентина зубов на основе матриц упругих постоянных и коэффициентов податливости гексагональных кристаллов, какими являются кристаллы гидроксиапатита дентина. Результаты вычисления коэффициентов Пуассона дентина как кристаллической системы с гексагональной структурой представлены в виде таблиц и на диаграммах в полярной и декартовой системах координат. Также рассчитаны минимальный и максимальный коэффициенты для соответствующих направлений продольной и поперечной деформаций в кристаллографической системе координат. Показано, что максимальное значение коэффициента Пуассона дентина (0,53) больше верхнего предела для коэффициента Пуассона изотропных материалов, в том числе известных реставрационных материалов, что в ряде случаев может снижать качество реставраций в микрообъемах. Отмечается, что аналогичный анализ может быть выполнен и для эмали зубов.

Далее

О ВЛИЯНИИ ПРОДОЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ПЫЛИ НА УСТОЙЧИВОСТЬ ОДНОРОДНОГО СОСТОЯНИЯ МАГНИТОАТИВНОЙ ПЫЛЕВОЙ ПЛАЗМЫ

Опубликовано в 2018, Выпуск №7(73) Июль 2018, ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ | Нет комментариев

Рассматривается распространение низкочастотных электромагнитных волн малой амплитуды в пылевой плазме малого давления. Пыль считается холодной и имеющей как поперечную, так и продольную скорость движения по отношению к направлению внешнего магнитного поля. Аналитически изучается дисперсионное уравнение четвертой степени для фазовых скоростей волн. Получены ограничения на невозмущенные параметры плазмы, при выполнении которых однородное состояние плазмы является устойчивым. Показано, что при отсутствии или достаточно больших значениях составляющей скорости пылевой компоненты вдоль магнитного поля однородное состояние плазмы является неустойчивым относительно малых возмущений.

Далее

РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТОВ ВЯЗКОСТИ И ДИФФУЗИИ РАЗРЕЖЕННЫХ БИНАРНЫХ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ ДВУОКИСИ УГЛЕРОДА С ЭТАНОМ И ПРОПАНОМ

Опубликовано в 2018, Выпуск №7(73) Июль 2018, ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ | Нет комментариев

На основе молекулярно-кинетической теории газов предлагается методика расчета коэффициентов вязкости и взаимной диффузии (КВД) разреженных бинарных газовых смесей для различных температур и составов смеси. Представлены результаты расчетов вязкости двуокиси углерода с этаном и двуокиси углерода с пропаном в диапазоне температур 250 – 1200 К для различных составов смесей, а также КВД для эквимолярных смесей указанных газов в том же температурном диапазоне. Проведено сравнение полученных значений свойств с расчетными и экспериментальными результатами других авторов.

Далее

О КВАЗИРЕЛЯТИВИСТСКИХ УРАВНЕНИЯХ ДЛЯ ПЛАЗМЫ СОЛНЕЧНОЙ КОРОНЫ И ВАРИАНТ ОБЪЯСНЕНИЯ ЕЕ ВЫСОКОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ

Опубликовано в 2018, Выпуск №6(72) Июнь 2018, ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ | Нет комментариев

В статье выводятся квазирелятивистские уравнения из нерялитивистских внесением в них соответствующих изменений. Они включают в себя уравнения непрерывности, законы сохранения импульсов и энергий как для протонов, так и для электронов. Это необходимо, так как гидродинамические и электрические силы, действующие на них, примерно одинаковы, а, следовательно, их импульсы тоже примерно одинаковы. Обычная скорость протонов в солнечной короне порядка 500 км/с, а соответствующая скорость электронов для такого импульса составляет 0.953 c, поэтому электроны необходимо учитывать и они релятивистские. Выражения для столкновительных членов тоже адаптированы к релятивистским скоростям. Тепло, выделяющееся в результате трения между электронными и протонными потоками, оказывается достаточным для нагрева плазмы. Концентрация ne =1010 см-3 и количество выделяющейся при рассеянии энергии компенсируют большое время свободного пробега.

Далее

К ПРОЕКТИВНЫМ СВОЙСТВАМ ФИЗИЧЕСКОГО ПРОСТРАНСТВА-ВРЕМЕНИ. ЧАСТЬ II. О МЕРАХ И КРИВИЗНЕ В КЛАССИЧЕСКОЙ ГЕОМЕТРИИ ЛОБАЧЕВСКОГО ‒ БОЛЬЯИ

Опубликовано в 2018, Выпуск №6(72) Июнь 2018, ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ | Нет комментариев

В предположении, что 4-х мерное физическое пространство (пространство-время) является проективным, а его геометрия ‒ классической неевклидовой геометрией Лобачевского ‒ Больяи (гиперболической геометрией) рассмотрены следующие задачи: 1) обоснование с помощью проективной геометрии существования в геометрии Лобачевского ‒ Больяи двух основных неевклидовых мер расстояния − аддитивной классической неевклидовой меры и неаддитивной неевклидовой меры, которая является обобщением физического интервала между событиями; 2) вывод формул, описывающих преобразование координат между двумя автополярными системами координат, − рассмотрен случай взаимного расположения двух автополярных систем координат 4-х мерного проективного гиперболического пространства, когда ось времени и одна из координатных пространственных осей обеих систем лежат в одной плоскости, а две другие оси систем соответственно попарно параллельны; 3) обоснование кривизны плоской неевклидовой геометрии как кривизны меры; 4) вывод формул, описывающих изменение со временем расстояния, скорости и ускорения между инерциальными системами в 4-х мерном случае.

Далее

СОЗДАНИЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ЭФФЕКТОВ ВОЛНОВОЙ ОПТИКИ

Опубликовано в 2018, Выпуск №6(72) Июнь 2018, ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ | Нет комментариев

Настоящая работа посвящена созданию системы автоматизированного проектирования «Оптический конструктор». В программу заложены физические основы волновой оптики. Основной решаемой задачей конструктора является построение интерференционной картины от проходящего через различные элементы лазерного пучка. Смоделированы такие оптические установки, как интерферометр Маха-Цендера и «Квантовый ластик». В программе возможно создание оптических схем произвольной сложности с использованием одного элемента «Лазер» и произвольного числа остальных элементов (в том числе и элементов «Экран»).

Далее

РАЗНОСТНЫЕ ВЕСОВЫЕ ТЕОРЕМЫ ВЛОЖЕНИЯ В ОДНОМ ВЫРОЖДЕННОМ СЛУЧАЕ

Опубликовано в 2018, Выпуск №5(71) Май 2018, ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ | Нет комментариев

Статья посвящена изучению условий вложения пространства 29-05-2018 16-12-45 в пространство 29-05-2018 16-33-58. Здесь 29-05-2018 16-14-49 разностный аналог весового лебегова пространства, в котором последовательность ρ играет роль веса. Пространство 29-05-2018 16-12-45 определяется как пополнение множества финитных последовательностей по норме. Для доказательства основного утверждения на вес β накладываются дополнительные условия. Дискретный вариант усреднения М. Отелбаева является эффективным инструментом при исследовании вопросов о разностных теоремах вложения, свойствах разностных операторов и т. п. Используя различные виды дискретных усреднений, исследуются вопросы теории вложения пространств с дискретным аргументом, а также получены двусторонние оценки норм операторов вложения и оценки аппроксимативных чисел оператора вложения.

Далее

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОБРАЗОВАНИЯ ЭМУЛЬСИОННОГО СЛОЯ В ЦЕНТРОБЕЖНОМ ЭКСТРАКТОРЕ

Опубликовано в 2018, Выпуск №5(71) Май 2018, ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ | Нет комментариев

Представлена характеристика образования эмульсии в центробежном экстракторе. Разработана компьютерная модель центробежного экстрактора с учетом образования эмульсионного слоя. Исследованы основные факторы, влияющие на процесс массопереноса в эмульсионном слое. Определены критерии качества эмульсии относительно эффективного извлечения ценных компонент из отработанного ядерного топлива. Исследовано влияние изменения скорости вращения подвижных элементов центробежного экстрактора на качество образующейся эмульсии.

Далее

МОДЕЛИРОВАНИЕ ОРИЕНТАЦИОННЫХ ЭФФЕКТОВ В КРИСТАЛЛЕ КРЕМНИЯ ПРИ ЭНЕРГИЯХ В СОТНИ ГЭВ

Опубликовано в 2018, Выпуск №5(71) Май 2018, ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ | Нет комментариев

Приведены расчёты спектров интенсивности гамма излучения электронов с энергиями, превышающими сотни ГэВ, в ориентированном кристалле кремния. Анализ основан на компьютерном моделировании с учётом когерентного и некогерентного вкладов в излучение, а также многократного рассеяния и демпинга поперечной энергии. Учитывались квантовые эффекты, возникающие при излучении жёстких фотонов. Показано наличие эффекта сильного поля, а также отсутствие аддитивности вкладов когерентной и некогерентной частей в интенсивность излучения. Установлено, что в крайне жёсткой части спектра вклад некогерентного излучения может быть преобладающим, также как и в мягкой части, однако в основной части спектра когерентное излучение может превышать некогерентную часть на два порядка.

Далее

СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРИ РАСЧЕТАХ ПО КИНЕТИКЕ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

Опубликовано в 2018, Выпуск №5(71) Май 2018, ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ | Нет комментариев

В данной статье для расчетов кинетических параметров химических реакций использовались методы регрессионного и корреляционного анализа. Вопрос о зоне реакции в данной работе решался по минимуму погрешностей аппроксимаций, рассчитанных для четырех параметрических функций: степенного и экспоненциального законов, уравнений Авраами и Праута-Томпкинса. На основе нелинейных регрессионных моделей для каждой из этих функций создана модель обобщенной линейной регрессии, которая позволила разработать программу с использованием трехмерных переменных и развить проверку ряда статистических гипотез, в частности, об адекватности регрессионной модели, о значимости коэффициентов регрессии и о практической значимости регрессионной модели. Проверка этих трех гипотез производится также для уравнения Аррениуса. Результаты расчетов зон реакций сопоставлялись с результатами определения зон реакций по значению энергии активации.

Далее

ПОПРАВКИ ВТОРОГО ПОРЯДКА К МЕТОДУ D-MORPH В ЗАДАЧЕ РЕАЛИЗАЦИИ ГЕЙТА CNOT

Опубликовано в 2018, Выпуск №5(71) Май 2018, ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ | Нет комментариев

В работе исследуется вопрос о влиянии включения поправок второго порядка по шагу времени в формулы улучшенного метода D-MORPH, полученные автором в предыдущих работах, на скорость поиска оптимального управления квантовой системой в задаче реализации желаемой унитарной эволюции. На примере расчета оптимального управления для максимально точной реализации квантового гейта контролируемого отрицания CNOT в системе, состоящей из двух частиц со спином 1/2, показывается, что в некоторых случаях поправки второго порядка действительно приводят к сокращению времени на поиск оптимального управления.

Далее

ОБ ОДНОЙ МОДЕЛИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЛИТОСФЕРНЫХ СТРУКТУР

Опубликовано в 2018, Выпуск №5(71) Май 2018, ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ | Нет комментариев

Получил развитие эффективный подход к исследованию напряженно-деформированного состояния литосферных структур, моделируемых системой пластин Кирхгофа на упругом слое, вблизи разломов. Реализован новый метод решения задачи, соответствующей модели прямолинейного разлома, в плоской постановке, проведены расчеты и проанализированы полученные результаты при варьировании физико-механических характеристик пластин и условий их контакта. Использование изложенного подхода позволит упростить алгоритм определения смещений покрытия и контактных напряжений, а также сделать выводы о влиянии типа разлома (граничных условий на стыке пластин) на характер волнового процесса в моделируемой геофизической среде, в частности изменение формы сигнала при прохождении через разлом, применимые для изучения характеристик разломов в верхней части коры Земли.

Далее

МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕЧЕНИЙ ЖИДКОСТИ В ПРОНИЦАЕМЫХ СЛОЯХ ГРУНТА С ПОМОЩЬЮ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ХЕЛЕ-ШОУ

Опубликовано в 2018, Выпуск №5(71) Май 2018, ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ | Нет комментариев

Решается задача подземной гидродинамики для моделирования утечек воды при создании гидросооружений типа водохранилищ. Сжимаемостью жидкости и грунта пренебрегается, что позволяет в качестве модели использовать задачу Хеле-Шоу. Разработан численно-аналитический метод решения задачи с применением теории функций комплексного переменного. Рассмотрены два режима изменения давления: скачкообразное и линейное по времени с ограничением. Решены задачи с различной конфигурацией границ.

Далее

ПРОСТОЕ РЕШЕНИЕ ИНТЕРПОЛЯЦИОННОЙ ЗАДАЧИ ЭРМИТА

Опубликовано в 2018, Выпуск №4(70) Апрель 2018, ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ | Нет комментариев

Рассмотрена интерполяционная задача Эрмита о построении многочлена, принимающего заданные значения функции и ее производных в узловых точках. Предложен новый способ решения этой задачи. На основе использования формулы Тейлора осуществлено упрощение вывода формулы интерполяционного многочлена Эрмита. Предложена интерпретация этого многочлена в представлениях многочлена Тейлора. Указан алгоритм получения конечных формул для многочлена Эрмита в случаях, когда максимальные порядки производных, заданных в узловых точках, одинаковы.

Далее

РЕШЕНИЕ НЕКЛАССИЧЕСКИХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ ВОЛЬТЕРРА I РОДА С ВЫРОЖДЕННЫМ НЕЛИНЕЙНЫМ ЯДРОМ

Опубликовано в 2018, Выпуск №4(70) Апрель 2018, ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ | Нет комментариев

Интегральные уравнения относятся к разделу математики. Важным из приложений является то, что к ним приводится большое число задач из самых разных разделов физики, техники и других наук. В связи с этим в последние годы теория интегральных уравнений бурно развивается благодаря трудам многих исследователей.

Однако уравнения с двумя переменными пределами интегрирования, которые называют неклассическими, мало изучены. Это, наверно, объясняется трудностями в построении резольвенты и в составлении соотношения для нее, т.к. еще не получено аналитическое представление в общем виде за исключением некоторых модельных случаев.

Далее