Монографии

В основу книги положен курс лекций, который авторы читали в течениии ряда лет студентам старших курсов физического факультета Уральского государственного унивеситета им. А.М.Горького и физико-технического факультета Уральского государственного технического университета – УПИ. Рассмотрены основные принципы и методы описания неравновесных систем в рамках неравновесной термодинамики и неравновесной статистической механики. Результаты теории иллюстрируются примерами вычисления кинетических коэффициентов в проводящих кристаллах. Изложение сопровождается большим числом задач, которые позволяют значительно лучше усвоить теоретический материал. Адресовано студентам, аспирантам, специализирующимся в области теоретической и математической физики, а также специалистам, интересующимся проблемами неравновесной статистической механики.

Книга заполняет пробел между специальными курсами по квантовой теории поля и элементарных частиц и научно-популярной литературой по этим вопросам. В ней на основе аппарата релятивистской квантовой механики в достаточно доходчивой форме изложены современные представления о структуре материи и фундаментальных взаимодействий: электромагнитных, слабых, сильных и гравитационных. Книга адресована широкому кругу читателей: студентам старших курсов университетов, прослушавшим курс теоретической физики и всем тем, кто желает ознакомиться с современными достижениями физики элементарных частиц, включая её роль в космологии.

В книге рассмотрены основные принципы теоретической механики, методы аналитической механики и дан краткий очерк их развития. Большое внимание уделено изложению наиболее содержательных и ценных для теории и приложений разделов нелинейной динамики: теории нелинейных и малоамплитудных колебаний в базовых моделях нелинейной динамики. Описаны приближённые методы нелинейной динамики: метод многих масштабов и метод усреднения. Дано элементарное введение в теорию интегрируемых систем и теорию солитонов. Изложен современный алгоритм их поиска. На примере динамики частиц в решётке Тоды описаны методы обратной задачи рассеяния и обсуждается новый тип локализованных возбуждений - солитонов. Монография адресована физикам-теоретикам, инженерам-физикам, специалистам, интересующимся проблемами нелинейной динамики, а также аспирантам и студентам, приступающим к изучению механики.

В книге отобраны вопросы по физике конденсированного состояния вещества. Вводится понятие о коллективных возбуждениях – квазичастицах как средстве анализа слабовозбуждённых состояний конденсированных сред. Рассматриваются приёмы теоретического описания периодической структуры кристаллов и поведение электронов в кристаллических твёрдых телах. Практические приложения теории проиллюстрированы при объяснении электропроводности и теплопроводности нормальных металлов, а также особенностей электрических свойств полупроводников. Рассмотрена динамика кристаллической решётки в гармоническом приближении. Обсуждаются электрон-фононное взаимодействие и его проявления в макроскопических квантовых эффектах сверхпроводников. Основные положения теории взаимодействия квантованных электромагнитных полей с веществом привлекаются для объяснения закономерностей теплового излучения и выяснения работы лазеров. Кратко освещены достижения и проблемы нынешнего состояния науки в области высокотемпературной сверхпроводимости, успехи в совершенствовании и миниатюризации приборов и устройств опто- и микроэлектроники на основе использования гетероструктур. Даётся первое понятие о новых методах анализа сильновозбуждённых состояний среды, связанных с теорией солитонов. Монография адресована научным сотрудникам, аспирантам и студентам соответствующих специальностей.

Книга посвящена моделированию атомной структуры дефектов. Включает в себя методически последовательное изложение взаимосвязанных разделов в физике реальных кристаллов, таких как структура и энергия точечных и планарных дефектов, структура ядра дислокаций, компьютерное моделирование взаимодействия дефектов, динамические процессы радиационных повреждений в металлах и сплавах; атомистические расчёты структуры основного состояния микрокластеров и кинетики их превращений и др. Большое внимание уделяется связи результатов атомистических расчётов с особенностями поведения реальных металлов и сплавов при деформации, разрушении, радиационном повреждении, фазово-структурных превращениях. Систематизирован богатый литературных материал и результаты работы авторов по изучению дислокационной структуры, особенностей деформации и разрушения монокристаллического Ti3Al. Книга адресована научным работникам, магистрам, аспирантам и студентам старших курсов физико-технических специальностей, а также изучающим дефекты и их влияние на свойства твёрдых тел.

В основу положен курс лекций по предметам: «Поверхностная обработка и покрытия в машиностроении», «Теория и технология процессов обработки материалов и нанесения покрытий», «Химико-термическая обработка металлов и сплавов». Приведены теоретические представления о поверхностной обработке и современных технологических процессах модифицирования рабочих поверхностей деталей машин в целях обеспечения специальных эксплуатационных свойств, рассмотрены основные методы и способы получения упрочняющих и защитных покрытий, применяемых в машиностроении. Может быть полезна научным сотрудникам научно-исследовательских институтов, инженерно-техническим работникам машиностроительных и металлургических предприятий, занимающихся разработкой покрытий и упрочнением поверхности металлов и сплавов, а также может быть рекомендована как научно-образовательное издание студентам и аспирантам.

Основное содержание книги посвящено методам и приёмам решения дифференциальных уравнений в частных производных. Книга состоит из двух частей. Первая её часть содержит изложение основ теории дифференциальных уравнений с частными производными первого порядка, в ней рассматриваются особенности интегрирования линейных, квазилинейных и нелинейных уравнений. Вторая часть посвящена линейным уравнениям с частными производными второго порядка. В конце книги для каждой части предлагаются различные задачи и на всё даётся ответ. Определённая автономность частей позволяет ограничиться любым срезом содержания. Авторы не ставили перед собой задачу довести логику и строгость изложения до такого уровня, который затруднял бы практическое использование математического аппарата. Отличительная черта книги - необходимый минимум теоретического материала при множестве примеров, снабжённых подробными решениями. Построение книги приближает её к справочному пособию. Поэтому общение читателя с этой книгой можно сравнить с консультацией, которую сведущий человек получает от знающего: у читателя предполагается наличие определённого математического фундамента – знание математического анализа, рядов Фурье, функций комплексного переменного, некоторые представления об обыкновенных дифференциальных уравнениях и специальных функциях. Для студентов, магистрантов, аспирантов, преподавателей, инженеров и научно-технических работников.

Дан краткий очерк развития механики в исторической перспективе, позволивший продемонстрировать как непрерывный характер развития науки, так и то, что знания о природе в любой исторический период несовершенны. Этот материал должен с интересом восприниматься современными студентами, побуждая их к творческой деятельности. Рассмотрены основные принципы теоретической механики. Представлены наиболее содержательные и ценные для теории и приложений методы аналитической механики и нелинейной динамики: метод фазового пространства, метод показателей Ляпунова, приближенные методы анализа малоамплитудных колебаний, включая метод многих масштабов и метод усреднения. Дано элементарное введение в теорию интегрируемых систем и теорию солитонов. Изложен современный алгоритм поиска интегрируемых систем. На примере динамики частиц в решётке Тоды описаны методы обратной задачи рассеяния и обсуждается новый тип локализованных возбуждений – солитонов. Исследуются механизмы возникновения хаотических режимов движения в неинтегрируемых консервативных и диссипативных системах с неустойчивой динамикой. Приводятся сведения из истории открытия хаотических (странных) аттракторов, вводящие читателя в мир геометрии самоподобных объектов и фрактальной динамики. Даны основы теории мультифрактальной структуры хаотических аттракторов, возникающих в динамике нелинейных диссипативных систем. Монография предназначена для физиков-теоретиков, инженеров-физиков, специалистов, интересующихся проблемами нелинейной динамики, а также для аспирантов и студентов, приступающих к изучению механики.

Излагаются основные положения и фактические данные о фазовых равновесиях и фазовых превращениях в металлах и сплавах. Рассматриваются диаграммы состояния металлических систем, основы кристаллизации и диффузии в металлах, пластическая деформация и рекристаллизация, фазовые превращения в твердом состоянии (мартенситные превращения, распад пересыщенных твердых растворов, упорядочение), превращения в стали. Книга предназначена для студентов-физиков старших курсов, аспирантов, а также научных работников, которые не изучали курсы "Металловедение" и "Термическая обработка металлов". Может быть полезна для общего знакомства с учением о фазовых равновесиях и фазовых превращениях.

Излагаются математические основы классической магнитостатики, имеющей важное практическое применение в области неразрушающего контроля качества изделий. Классическая магнитостатика базируется на системе уравнений Максвелла, которая в используемом нами подходе заменяется эквивалентным интегро-дифференциальным уравнением, имеющим ряд значительных преимуществ как в отношении качественного исследования прямых и обратных задач магнитостатики, так и для построения эффективных алгоритмов аналитического или численного их решения. Для этого уравнения доказывается теорема существования и единственности решения, исследуется его гладкость в зависимости от гладкости границы области, занимаемой магнетиком. Значительное внимание уделяется обратной задаче магнитостатики - по известному (измеренному) полю вне магнетика найти распределение намагниченности внутри него, либо форму ограничивающей его поверхности. Доказано, что первая из указанных задач имеет неединственное решение, поскольку намагниченность определяется с точностью до произвольной аддитивной вектор-функции из бесконечномерного подпространства. Для облегчения усвоения излагаемого материала приводятся с доказательствами все нужные сведения из теории потенциала и функционального анализа, что исключает необходимость обращения к дополнительной литературе. Поэтому монография может быть полезной для студентов старших курсов и младших научных сотрудников в качестве достаточно полного и замкнутого введения в проблематику задач магнитостатики. С другой стороны, монография может быть интересной и специалистам, занимающимся теорией или практикой решения задач неразрушающего магнитного контроля.