авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |
-- [ Страница 1 ] --

3

ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ КОМИТЕТ

М.П. Федоров – ректор СПбГПУ, член-корреспондент РАН

(председатель)

Ю.С. Васильев – президент СПбГПУ, академик

РАН

(сопредседатель)

А.И. Рудской – проректор по научной и инновационной дея-

(зам. председателя) тельности СПбГПУ, член-корреспондент РАН

В.Н. Козлов – проректор по УМО СПбГПУ

(зам. председателя)

П.И. Романов – директор НМЦ УМО СПбГПУ (зам. председателя) ЧЛЕНЫ ОРГАНИЗАЦИОННОГО КОМИТЕТА М.М. Благовещенская – зам. председателя Руководящего Совета Межву зовских комплексных работ «Инновационные технологии образования", проректор по научной работе МГУПБТ М.Б. Гузаиров – ректор Уфимского государственного авиацион ного технического университета А.В. Белоцерковский – ректор Тверского государственного университета Ю.В. Шленов – президент Российского государственного уни верситета инновационных технологий и пред принимательства С.М. Стажков – первый проректор – проректор по учебной рабо те Балтийского государственного технического университета «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова В.К. Иванов – декан физико-механического факультета СПбГПУ М.М. Радкевич – декан механико-машиностроительного факульте та СПбГПУ В.И. Никифоров – ученый секретарь УМО Н.Ю. Егорова – заместитель директора НМЦ УМО СПбГПУ СЕКЦИЯ Физические и математические наук

и МЕТОД ДИНАМИЧЕСКОГО ГАРМОНИЧЕСКОГО БАЛАНСА НАПРЯЖЕНИЙ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ Ахметвалеева Л.В., Федотов А.И.

Казанский государственный энергетический университет Латипов А.Г.

ОАО «Сетевая компания», г. Казань Для повышения надежности электроснабжения в распределительных электрических сетях напряжением 6 – 10 кВ используется режим работы с изолированной нейтралью. В таких сетях, выполненных воздушными ли ниями электропередачи, одними из основных повреждений являются од нофазные замыкания на землю (ОЗЗ), сопровождающиеся значительными перенапряжениями вследствие нестационарного процесса горения дуги. В последнее десятилетие распространился способ ограничения таких пере напряжений за счет использования резистивного заземления нейтрали.

При высокоомном заземлении нейтрали процесс горения дуги полностью не исключается, но ограничивается (теоретически) одним полупериодом промышленной частоты, но возможны повторные её зажигания.

Несмотря на то, что перенапряжения на воздушных линиях электро передачи снижаются, тем не менее они существуют и желательно быст рейшее обнаружения места повреждения. Одним из приемов определения расстояния до места повреждения является использование высших гармо ник токов для его расчета. В этом случае составляются уравнения баланса напряжений и по соответствующим уравнениям находится удаленность места ОЗЗ от центра питания.

Желательно использование той измерительной аппаратуры, которая уже имеется на подстанциях (питающей и потребительских), и при этом проводить обнаружение места повреждения без отключения электропере дачи. Чем выше частота тока, тем лучше проявляется зависимость величи ны падения напряжения в линии от расстояния до места ОЗЗ. Моделиро вание системы электроснабжения в режиме ОЗЗ показывает, что источник высших гармоник (дуга в месте ОЗЗ) может быть исключен из уравнений при двухсторонних измерениях токов, что при существующем информа ционном обеспечении подстанций не представляет проблем, с последую щей передачей результатов для их обработки в диспетчерскую службу.

При этом необходимо учитывать динамический характер изменения уровня высших гармоник. Метод локального преобразования Фурье может быть использован для описания нестационарных процессов. В результате в уравнениях баланса напряжений относительно высших гармоник вводятся приращения токов, которые могут быть легко измерены.

КОНТРОЛЬ СМЕЩЕНИЙ ДИФФУЗНО ОТРАЖАЮЩИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГЕТЕРОДИННОЙ ГОЛОГРАФИЧЕСКОЙ ИНТЕРФЕРОМЕТРИИ Большаков О.П., Котов И.Р.

Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова Майорова О.В., Прокопенко В.Т.

Государственный университет информационных технологий, механики и оптики В работе рассмотрены различные системы и подходы к измерению смещений и деформаций диффузно отражающих объектов с использова нием методов голографической интерферометрии. Показано, что наиболее точными и информативными являются оптико-электронные фазоизмери тельные системы обработки двухэкспозиционных голограмм. Предложена система оптической обработки и расшифровки голографических интерфе рограмм. В системе использован принципиально новый подход к восста новлению интерферирующих волновых фронтов с двухэкспозиционной голограммы, который заключается в освещении голограммы неразведен ным лазерным пучком со стороны объекта. При этом интерференционная картина наблюдается в направлении распространения исходного опорного пучка, используемого при записи голограммы. Такой способ освещения голограммы обеспечивает постоянство направления регистрации интерфе рограммы. а также избавляет от необходимости диафрагмировать действи тельное изображение объекта с целью выделения анализируемой точки поверхности. Трансформация пространственного распределения интен сивности в интерференционной картине в фазу электрического сигнала обеспечивается посредством использования двухчастотного излучения, которое реализуется в He-Ne лазере за счет зеемановского расщепления линии генерации. Излучение такого лазера содержит два циркулярно по ляризованных колебания с различными частотами 1 и 2, электрические векторы которых вращаются в противоположных направлениях. Для вы деления интерферирующих линейно поляризованных компонент излуче ния в устройстве использован интерферометр сдвига. В работе проведены экспериментальные исследования. Показано, что фаза информационного сигнала на разностной частоте излучения (1 – 2) может быть измерена с точностью до 0,005 ·2 рад.

КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОХОЖДЕНИЯ ПЛОСКОЙ ВОЛНЫ В АКУСТИЧЕСКОМ ВОЛНОВОДЕ С ВКЛЮЧЕНИЕМ Боровков А.И., Михалюк Д.С.,Шубин С.Н., Гилёв Е.Е.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Рассматривается акустический волновод с включением. На практике в роли волновода могут выступать система трубопроводов, в качестве включения – различного рода отложения. Так, например, при использова нии газопроводов, лежащих на дне моря, в условиях пониженных темпе ратур и большого давления, на стенках трубы могут образовываться гид раты, что приводит к снижению пропускной способности, а иногда и к полной закупорке газопровода [1]. Вследствие этого, определение место положения и параметров включения является задачей, вызывающей по вышенный интерес.

Включение Акустический волновод Отраженная волна Прямая волна Прошедшая волна Цель работы – выявление особенностей прохождения плоской волны в цилиндрической трубе, заполненной идеальной сжимаемой жидкостью, через включение. В качестве метода исследования выбран численный ме тод конечных элементов, реализованный в программной системе LS DYNA [2].

При решении нестационарной задачи распространения акустических волн находятся распределения давления во времени. Определяется пере стройка волнового фронта, появление отраженной и прошедшей через включение волн. Результаты расчетов показали, что спектральные плотно сти этих волн имеют характерные экстремумы, которые определяются гео метрическими и физическими параметрами включения.

Литература:

1. Ma J., Lowe M.J.S., Simonetti. Feasibility study of sludge and block age detection inside pipes using guided torsional waves // Meas. Sci. Technol. – 2007. – N. 18. – P. 2629-2641.

2. Hallquist J.O. LS-DYNA. Theoretical Manual / Livermore Software Technology Corporation. 1998.

ИЗМЕРЕНИЕ ФАКТОРОВ ЯДЕРНОЙ МОДИФИКАЦИИ ДЛЯ -МЕЗОНОВ В ЯДРО-ЯДЕРНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯХ ПРИ ЭНЕРГИИ 62,4 ГЭВ Бердников А.Я., Котов Д.О., Рябов В.Г., Рябов Ю.Г., Иванищев Д.А., Самсонов В.М.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Эффект подавления выхода адронов (гашение струй), открытый на коллайдере RHIC в центральных столкновениях тяжёлых ядер при энергии sNN = 200 ГэВ [1], является уникальным явлением, которое не наблюда лось ранее при более низких энергиях взаимодействия ядер. Для того что бы изучить зависимость эффекта гашения струй от энергии сталкиваю щихся ядер на RHIC был проведен специальный физический цикл работ при энергии взаимодействия ядер равной 62,4 ГэВ.

Настоящая работа посвящена измерению инвариантных спектров рождения по поперечному импульсу pT и факторов ядерной модификации RAA для -мезонов в столкновениях протонов, ядер меди и ядер золота при энергии 62,4 ГэВ. Измерения были проведены в канале распада K+K- в эксперименте ФЕНИКС [2] на коллайдере RHIC.

В случае обеих сталкивающихся систем для всех классов событий по центральности значения факторов RAA в пределах ошибок измерений со гласуются с единицей в доступном для измерений диапазоне поперечных импульсов (1.0 pT (ГэВ/с) 4.0), что свидетельствует об отсутствии по давления выхода -мезонов в ядро-ядерных столкновениях при энергии 62,4 ГэВ. Подобное поведение факторов ядерной модификации разительно отличается от поведения факторов, измеренных для 0-мезонов, для кото рых превалирование эффекта гашения струй над эффектом Кронина про исходит в области энергий взаимодействия между 22,4 и 62,4 ГэВ [3].

Различное поведение параметра RAA для лёгких адронов в исследуе мой области поперечных импульсов наблюдается как при энергии взаимо действия ядер 62,4 ГэВ, так и при 200 ГэВ. Данный факт говорит о том, что в данной области поперечных импульсов мягкие процессы играют важную роль при рождении заряженных частиц.

Работа проводилась при финансовой поддержке Министерства обра зования и науки РФ в рамках ФЦП “Научные и научно-педагогические кадры инновационной России” на 2009 – 2013 гг.

Литература:

1. S.S. Adler et al. // Phys. Rev.C. 2008. V. 77. P. 064907.

2. K. Adcox et al. // Nucl. Instr. Meth. A. 2003. V. 499. P. 469.

3. A. Adare et al. // Phys. Rev. Lett. 2008. V. 101. P. 232301.

ИЗМЕРЕНИЕ ФАКТОРОВ ЯДЕРНОЙ МОДИФИКАЦИИ ДЛЯ -МЕЗОНОВ В СТОЛКНОВЕНИЯХ ЯДЕР МЕДИ ПРИ ЭНЕРГИИ 200 ГЭВ Бердников Я.А., Котов Д.О., Рябов В.Г., Рябов Ю.Г., Иванищев Д.А., Самсонов В.М.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Одним из основных открытий, сделанных на Релятивистском Кол лайдере Тяжелых Ионов (RHIC) [1] к настоящему времени, стало обнару жение эффекта подавления выхода адронов в области больших попереч ных импульсов (pT 5 ГэВ/c) в центральных столкновениях тяжелых ядер при энергии sNN = 200 ГэВ [2]. С теоретической точки зрения, наиболее правдоподобным объяснением эффекта подавления являются энергетиче ские потери партонов в образующейся среде перед стадией фрагментации (эффект гашения струй).

Измерения выходов адронов, в состав которых входят странные кварки, на сегодняшний день обладают низкой статистической обеспечен ностью в области больших поперечных импульсов. Картина энергетиче ских потерь s-кварков в сравнении с легкими u и d кварками и тяжёлыми c и b кварками пока полностью неясна. Измерения инвариантных спектров рождения и факторов ядерной модификации -мезонов, состоящих из па ры s и s кварков, позволят внести ясность в картину энергетических по терь странных кварков.

В настоящей работе были измерены факторы ядерной модификации RAA для -мезонов в столкновениях ядер меди (Cu+Cu) при энергии 200 ГэВ для различных классов событий по центральности. Измерения были проведены в адронном канале распада K+K– в эксперименте ФЕНИКС [2] на коллайдере RHIC.

На основе сравнения значений RAA, измеренных для -мезонов в Cu+Cu и Au+Au столкновениях при энергии 200 ГэВ, в работе показано, что для одинакового числа нуклонов, участвующих во взаимодействии N уч, величины подавления выхода -мезонов совпадают. Данный факт позволяет говорить о том, что величина подавления в основном определя ется числом нуклонов, участвующих во взаимодействии и практически не зависит от геометрии перекрытия ядер.

Работа проводилась при финансовой поддержке Министерства обра зования и науки РФ в рамках ФЦП “Научные и научно-педагогические кадры инновационной России” на 2009 – 2013 гг.

Литература:

1. G. Baym // Nucl. Phys. A. 2002. V. 698. P. 23.

2. S.S. Adler et al. // Phys. Rev. C. 2008. V. 77. P. 064907.

3. K. Adcox et al. // Nucl. Instr. Meth. A. 2003. V. 499. P. 469.

ИЗ РАСПАДОВ (1385) ГИПЕРОНОВ, ПОЛЯРИЗАЦИЯ РОЖДЕННЫХ ИЗ КВАРК-ГЛЮОННОЙ ПЛАЗМЫ Бердников А.Я., Бердников Я.А., Головин А.В., Котов Д.О., Сафонов А.С., Спирин Д.О.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет * Теоретический анализ поляризационных свойств (1385) гипе рона является актуальной проблемой физики высоких энергий в связи с теоретическими и экспериментальными исследованиями механизма рож дения странных гиперонов в высокоэнергетических столкновениях тяже лых ионов. Известно, что поляризационные свойства барионов могут быть использованы для диагностики кварк-глюонной плазмы (КГП).

* В работе впервые вычислена вероятность распада, в зависи * мости от поляризации и гиперонов, а также вектор динамической 0 * поляризации гиперона, как в системе покоя гиперона, так и в лабо раторной системе. Отличительной особенностью поляризационных * свойств гиперона, как частицы со спином 3/2, является наличие не только векторной поляризации, но и квадрупольного и октупольного тен зоров поляризации.

В работе вычислено импульсное распределение множественности * гиперонов, рожденных из термализованной КГП для состояний с про екциями спина о d 3 N * (k ) Ek T (k ) 3 / 2 : Ek и e Ek / T d 3k Ek о d 3 N * (k ) 1 Ek T (k ) 1/ 2 : Ek, 3 e Ek / T d 3k Ek * где k и Ek — импульс и энергия, а о — вектор его поляризации. Из * этих формул видно, что гиперон с подавляющей вероятностью рожда ется в состояниях с проекциями спина 1/ 2.

Зависимость импульсных распределений множественности от о обу * словлена наличием тензора квадрупольной поляризации у гиперона.

* В работе показано, что рождение поляризованных гиперонов из термализованной КГП, также как и рождение поляризованных может привести к появлению поляризованных гиперонов, в силу моды распа да. Это предполагает, что детектирование поляризованных (1385) гиперонов, рожденных в ультрарелятивистских столкновениях тяже лых ионов, не означает отсутствие КГП в промежуточном состоянии.

Работа проводилась при финансовой поддержке Министерства обра зования и науки РФ в рамках ФЦП “Научные и научно-педагогические кадры инновационной России” на 2009 – 2013 гг.

ИССЛЕДОВАНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ОПТИЧЕСКОГО ПОГЛОЩЕНИЯ В Bi0,5Sb1,5Te3 В ОБЛАСТИ КРАЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ ПОЛОСЫ Вейс А.Н.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Несмотря на то, что Bi2Te3 и твердые растворы на его основе широко используются в термоэнергетике для создания охлаждающих устройств, многие детали их зонного спектра до сих пор не известны, а имеющиеся экспериментальные данные противоречивы. В частности, с общеприняты ми представлениями об этих материалах – как об узкощелевых полупро водниках с непрямой запрещенной зоной (см., например [1]) плохо согла суется обнаруженная Кёллером [2] непараболичность законов дисперсии электронов и дырок вблизи основных зонных экстремумов. Поэтому в на стоящей работе при T=300 К выполнены детальные исследования спек тров оптического поглощения в Bi0,5Sb1,5Te3 в области края фундамен тальной полосы с целью определения ширины запрещенной зоны в этом твердом растворе и типа оптических переходов на пороге межзонного по глощения. Полученные результаты проанализированы совместно с экспе риментальными данными для Bi2Te3, приведенными в работах [3-6] (ре зультаты, содержащиеся в работе [7], резко расходящиеся с данными [3-6], не рассматриваются, как ошибочные).

Объектами исследования служили блочно-монокристаллические пленки Bi0,5Sb1,5Te3 на подложках из слюды и KBr. Ось симметрии c3 была перпендикулярна поверхности пленок. Все образцы обладали проводимо стью p-типа, значения коэффициента термоэдс в них варьировались в пре делах (225-257) мкВ/К.

Некоторые из полученных в работе результатов совместно с данны ми для Bi2Te3, взятыми из работы [4], представлены на рис. 1, построенном в координатах 1/2, h–Egi, обычно используемых для анализа межзонных оптических переходов в непрямозонных материалах (Egi – величина поро га для непрямых межзонных переходов). Видно, что экспериментальные точки, расположенные вблизи Egi, действительно спрямляются в указан ных координатах. Это позволило определить величины Egi по отсечкам прямых 1/2(h) на оси энергий. Они оказались равными 0,13 в Bi2Te3 и 0,17 эВ Bi0,5Sb1,5Te3, что соответствует значениям Egi, приведенными в ра ботах [4, 6], в которых анализировались данные, полученные в существен но более узких интервалах изменения (3000 см-1). Однако экстраполя ция зависимостей 1/2(h–Egi) в область больших энергий квантов света h показывает, что экспериментальные точки располагаются ниже экстрапо ляционных прямых. Также обращает на себя внимание необычайно быст рый рост значений на пороге непрямых межзонных переходов, на по рядки превышающий темп возрастания коэффициента поглощения в таком типичном непрямозонном полупроводнике, как кремний (Egi=1,12 эВ;

по казанные на рис. 1 данные для кремния приведены в координатах (·h)1/2, h–Egi, в соответствии с параболичностью законов дисперсии для электро нов и дырок в этом материале).

Рис. 1. Спектральные зависимости коэффициента поглощения в Bi0,5Sb1,5Te3 (1), Bi2Te3 [4] (2), Si [9] (3) и PbS [9] (4) при T=300 К Эти результаты могли бы вызвать недоумение, но на самом деле, они не новы. Давно уже известно (см., например [8]), что аномалии, подобные рассмотренным выше, наблюдались в другой группе узкощелевых полу проводников, а именно, в халькогенидах свинца (ХГС). Впервые они были выявлены Скэнлоном, а впоследствии их существование было подтвер ждено в многочисленных экспериментах, выполненных другими автора ми. Результаты, полученные в PbS, взятые из работы [9], представлены на рис. 1 (кривая 4). Видно, что результаты для PbS и соединений А52В63 по добны: в сульфиде свинца, в котором Egi=0,37 эВ при T=300 К, как и в со единениях А52В63, при hEgi+0,04 эВ экспериментальные точки распола гаются ниже прямой, экстраполирующей зависимость 1/2(h–Egi) в коротковолновую область спектра. Аналогичным образом ведут себя дан ные и для аналогов сульфида свинца – PbTe и PbSe. Однако из того факта, что в спектрах межзонного поглощения ХГС содержатся участки (при 3000 см-1), которые спрямляются в координатах 1/2, h, вовсе не следу ет, что эти материалы являются непрямозонными полупроводниками. Бо лее того, они никогда и никем не рассматривались в качестве таковых, по скольку при 3000 см-1 экспериментальные зависимости (h) в них спрямлялись в координатах 2, h, что характерно для прямых разрешен ных переходов. Впервые это было также установлено Скэнлоном, а впо следствии подтверждено и другими авторами. Следует отметить, что раз личие между порогами прямых Egd и непрямых Egi переходов в ХГС оказа лось небольшим и по данным Скэнлона составило 40 мэВ в PbS и 30 мэВ в PbSe и в PbTe.

Скэнлон, разумеется, попытался объяснить факт присутствия в спек трах поглощения ХГС участков, спрямляющихся в координатах для не прямых межзонных переходов. Он предположил, что обсуждаемые участ ки спектров (h) связаны с непрямыми оптическими переходами в прямо зонных полупроводниках, происходящими с поглощением длинноволно вых оптических фононов. Энергетическая схема, иллюстрирующая его идею, приведена на рис. 2.

Рис. 2. Энергетическая схема халькогенидов свинца Стрелкой обозначен непрямой переход, происходящий с поглоще нием фонона.

Однако в рамках предложенного Скэнлоном объяснения не удается истолковать два экспериментальных факта. Во-первых, неясно, почему темп возрастания коэффициента поглощения при непрямых оптических переходах в ХГС оказывается выше, чем прямых, тогда как известно, что вероятность прямых оптических переходов (двухчастичных, в которых участвуют электрон и фотон) на три – четыре порядка выше, чем непря мых (трехчастичных, происходящих с участием фонона). Во вторых, не понятен сам факт существования непрямых оптических переходов, проис ходящих с поглощением фононов, в PbSe и PbTe, в которых энергии про дольных оптических LO-фононов составляют (16,5±0,6) и (13,6±0,4) мэВ соответственно [8].

Более подробные исследования коэффициента поглощения в PbTe, выполненные в работе [10], показали, что значения в спектральной об ласти, соответствующей “непрямым” переходам, и величины отсечек пря мых 1/2(h) на оси энергий варьируются заметным образом при переходе от образца к образцу. Более того, зависимости (h) в этой спектральной области спрямляются не только в координатах для непрямых разрешенных переходов, но и в координатах ln, h, соответствующих урбаховской за висимости ( Eg h) exp( ) k0T Эта зависимость описывает поглощение, обусловленное оптическими пе реходами электронов между распространяющимися состояниями одной зоны и локализованными состояниями, принадлежащими другой зоне (так называемыми “хвостами” плотности состояний, простирающимися вглубь запрещенной зоны). Считается, что вклад в оптическое поглощение со сто роны оптических переходов электронов между локализованными состоя ниями, принадлежащими различным зонам пренебрежимо мал вследствие малости интегралов перекрытия волновых функций электронов, локализо ванных в этих состояниях.

Все перечисленные факты свидетельствуют о том, что участки зави симостей (h), обнаруженные вблизи края собственного поглощения ХГС и описываемые обычно в рамках концепции непрямых переходов, следует связывать с наличием в них “хвостов” плотности состояний, простирающихся вглубь запрещенной зоны. Такое предположение позво ляет объяснить и необычайно высокий темп возрастания значений в рас сматриваемой спектральной области. Это связано с тем, что вероятность оптических переходов электронов между локализованными и распростра няющимися состояниями должна быть выше вероятности межзонных пе реходов между распространяющимися состояниями вследствие существо вания заметной неопределенности в величинах квазиимпульсов локализо ванных электронов.

Очевидно, что все явления, наблюдаемые в ХГС могут иметь место и в соединениях А52В63 вследствие специфического строения их кристалли ческой решетки, особенностей фазовых диаграмм и возможности интерка лирования вводимых примесей и собственных компонентов. В пользу та кого предположения свидетельствуют данные, полученные в Bi2Te3.

Анализ имеющегося в литературе экспериментального материала, в том числе и данных Аустина[3], показал, что край поглощения в Bi2Te3 в об ласти “непрямых” переходов обладает такими же особенностями, как и край поглощения в ХГС. В нем также наблюдаются заметные вариации значений и отсечек прямых 1/2(h) на оси абсцисс от образца к образцу, а экспериментальные зависимости оптического поглощения в спектраль ной области, соответствующей “непрямым” переходам спрямляются в ур баховских координатах. В этом плане наиболее показательными являются данные Аустина [3], самые точные из имеющихся в литературе для обсуж даемой спектральной области. Они представлены на рис. 3. Видно, что при перестроении данных Аустина в урбаховских координатах ln, h, исчеза ет излом зависимости 1/2(h), который интерпретировался Аустином в рамках непрямых переходов, происходящих с излучением и поглощением фонона, а сама зависимость (h) превращается в прямую.

Из всего сказанного следует, что анализ края собственного поглоще ния в соединениях А52В63, производимый с целью определения типа опти ческих переходов на пороге межзонного поглощения следует начинать с рассмотрения тех участков экспериментальны спектров, которые неадди тивны к экстраполяционным прямым 1/2(h) (см. рис. 1).

Рис. 3. Зависимости коэффициента поглощения в Bi2Te3 [3], построенные в координатах для непрямых оптических переходов a) и в урбаховских координатах b) Выполненный анализ показал (рис. 4), что экспериментальные точки в указанной спектральной области спрямляются в координатах 2, h, как это должно быть в прямозонных полупроводниках с непараболической за висимостью энергии от квазиимпульса. Величины Egd во всех исследо ванных образцах были определены по отсечкам прямых 2(h) на оси энергий. Оказалось, что в Bi0,5Sb1,5Te3 при T=300 К Egd=(0,209±0,005) эВ.

Приведенное значение Egd получено с использованием экспериментальных данных для семи образцов с надежностью s=0,95. Величина Egd в Bi2Te3.

Очевидно, менее точна. На основании анализа экспериментальных дан ных, представленных в работах [4, 5], можно считать, что величина Egd в этом материале при T=300 К равна (0,16±0,01) эВ с надежностью s=0,68.

Из рис. 4 видно также, что прямые 2ext, экстраполирующие экспери ментальные зависимости 2(h), в коротковолновой области спектра рас положены ниже экспериментальных точек. Это позволяет считать, что ис следованные спектры содержат аддитивные составляющие, связанные с оптическими переходами электронов между основным экстремумом одной из зон и дополнительным – другой. Они были выделены из эксперимен тальных кривых посредством вычитания поглощения ext, связанного с прямыми межзонными переходами и проанализированы Оказалось, что спектральные зависимости –ext спрямляются в координатах (–ext)1/2, h, а величины отсечек Egi(2) прямых (–ext)1/2(h) на оси абсцисс составляют 0,18 и 0,29 эВ в Bi2Te3 и Bi0,5Sb1,5Te3 соответственно. Однако при интер претации этих данных следует учитывать, что в дополнительной подзоне также могут быть “хвосты” плотности состояний, поэтому величины энер гетических зазоров, разделяющих распространяющиеся состояния основ ной и дополнительной подзон могут быть больше, чем Egi(2)–Egd.

Рис. 4. Зависимости 2(h) a) и (–ext)1/2(h) b) в Bi2Te3 (1) и в Bi0,5Sb1,5Te3 (2) при Т=300 К.

Литература:

1. Wang G., Cagin T. Phys. Rev. B 76, 075201 (2007).

2. Khler H. Physica Status Solidi (b), 73, 95 (1976);

74, 591 (1976).

3. Austin I.G. Proc. Phys. Soc. (London), 72, 545 (1958).

4. Greenaway D.L., Harbeke G.J. Phys. Chem. Solids. 26, 1585 (1965).

5. Зи С. Физика полупроводниковых приборов. М.: Мир, 1984. Т. 2.

455 с.

6. Sher R., Testardi L.R. J. Phys. Chem. Solids. 23, 1219 (1962).

7. El-Sayed H.E.A. Applied Surface Science, 250, 70 (2005).

8. Равич Ю.И., Ефимова Б.А., Смирнов И.А. Методы исследования полупроводников в применении к халькогенидам свинца PbTe, PbSe, PbS.

9. Уханов Ю.И. Оптика полупроводников. Ч. 2.

Л.: ЛПИ им. М.И.Калинина, 1971. 144 с.

10. Вейс А.Н. ФТП. 16, 1128 (1982).

РАЗРАБОТКА НОВЫХ АЛГОРИТМОВ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ ЗАЩИТ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ Гараева Н.Р., Попов М.Г., Попов С.О.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет При разработке чувствительных дифференциальных защит транс форматора приходится решать проблемы отстройки от токов небаланса обусловленных броском тока намагничивания и внешними короткими за мыканиями (КЗ). Известен ряд способов отстройки дифференциальных реле от бросков токов намагничивания, из которых наибольшее распро странение получила блокировка по второй гармонике. Противоречивые требования к формированию тормозного сигнала в режимах внешних КЗ определяют многообразие этих алгоритмов. При этом наиболее эффектив ными являются сигналы торможения, получаемые из токов плеч диффе ренциальных защит. Вместе с тем на сегодняшний день все они обладают определенными недостатками, связанными в первую очередь с нелиней ной зависимостью погрешностей трансформаторов тока от величины и частоты входного сигнала. С целью дальнейшего повышения быстродей ствия и достоверности работы релейной защиты и противоаварийной ав томатики требуется разработка принципиально новых алгоритмов, осно ванных на контроле тока намагничивания, который определяется с ис пользованием высокоточного математического описания силовых и изме рительных трансформаторов с учетом нелинейности их параметров.

Расчет (восстановление) тока намагничивания силовых и измери тельных трансформаторов осуществляется в реальном времени с привле чением разработанной на кафедре «Электрические станции и автоматиза ция энергосистем» нелинейной математической модели. Использование этого восстановленного сигнала позволит повысить чувствительность дифференциальной защиты и обеспечить ее правильную работу в динами ческих (аварийных) режимах электросети, а также при включении транс форматора на холостой ход без ее блокировки.

Предложенный алгоритм дифференциальной защиты силового трансформатора апробирован в результате компьютерных исследований переходных процессов при различных расчетных условиях (холостой ход, внешние КЗ).

Данная работа проводится в рамках реализации ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 – 2013 годы.

Литература:

1. Атабеков Г.И. Основы теории цепей. Учебник для вузов. М., «Энергия»,1969. 424с ПЛОСКИЙ НИЗКОВОЛЬТНЫЙ ХОЛОДНЫЙ ЭМИТТЕР ЭЛЕКТРОНОВ Габдуллин П.Г., Гнучев Н.М., Архипов А.В., Давыдов С.Н.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Гордеев С.К.

ЦНИИ «Материалы»

Согласно проводимым исследованиям, величина средней по поверх ности плотности тока холодной эмиссии различных наноразмерных угле родных систем может достигать значений до 1 А/см2, при внешнем поле, не превышающем значения в единицы В/мкм [1]. Такие данные невозмож но объяснить в рамках существующих на сегодняшний день теоретиче ских моделей. Считается установленным, что величина работы выхода для большинства форм углерода не менее 4-4,5 эВ, при этом наблюдается эмиссия при полях, явно недостаточных (с учетом всех возможных факто ров геометрического усиления) для появления автоэлектронной эмиссии.

В то же время, например, в работе [2] показано, что наблюдавшиеся вели чины токов для пленочной системы должны соответствовать аномально низкой работе выхода в 0,03-0,05 эВ. В большинстве опубликованных ра бот (например [3, 4, 5]) показано, что экспериментальные вольтамперные характеристики не описываются в рамках формализма Фаулера-Нордгейма – основной теории автоэлектронной эмиссии.

В разрез с классической теорией идут и результаты исследования полевой эмиссии образцов на основе наноразмерной углеродной пленки, выращенной на монокристаллической полупроводниковой подложке. Пло щадь поверхности катода, с которой отбирался эмиссионный ток, состав ляла 0.3 см2 при зазоре между катодом и анодом 0.5 мм. Исследования профиля поверхности полевого эмиттера с помощью атомно-силовой мик роскопии (АСМ) показывают полное отсутствие геометрического фактора усиления приложенного поля.

Рис. 1. АСМ изображение профиля поверхности катода На рис. 1 представлен типичный участок образца размером 1*1 мкм, на котором неоднородность высот не превышает 5 нм. Тем не менее, такой образец показывает относительно высокую эмиссионную способность при экстремально низких значениях тянущего поля.

Рис. 2. Начальный участок (а) и полная вольтамперная характеристика (б) исследуемых образцов Начальный участок ВАХ, приведенный на рис. 2,а, выявляет порого вое значение тянущего поля, при котором начинается электронная эмис сия, порядка 550 В/мм. Дальнейшее увеличение прикладываемого напря жения позволяет получить плотности токов в сотни мкА/см2 при полях менее 2000 В/мм (рис. 2, б).

Литература:

1. Jean-Marc Bonard, Mirko Croci, Christian Klinke, Ralph Kurt1, Oliv ier Noury, Nicolas Weiss // Carbon 40, p. 1715–1728 (2002).

2. S.J. Oh, J. Zhang, Y. Cheng, H. Shimoda, O. Zhou // Appl. Phys.

Lett. 84, 3738-3840 (2005).

3. С.А. Ляшенко, А.П. Волков, Р.Р. Исмагилов, А.Н. Образцов // Письма в ЖТФ 35, (2009).

4. А.Н. Образцов, И.Ю. Павловский, А.П. Волков // ЖТФ 71, с.89- (2001).

5. В.Б. Бондаренко, П.Г. Габдуллин, Н.М. Гнучев и др. // ЖТФ 74, с. 113-116 (2004).

ЭЛЕКТРОННАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ УГЛЕРОДНЫХ НАНОСТРУКТУР, ВЫРАЩЕННЫХ НА КРЕМНИЕВЫХ ПОДЛОЖКАХ Габдуллин П.Г., Гнучев Н.М., Давыдов С.Н., Шахмин А.Л.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Поверхностные углеродные наноструктуры являются перспектив ными источниками полевой эмиссии электронов. Они могут обеспечивать стабильную эмиссию на уровне нескольких сотен мкА/см2 при относи тельно невысоких напряжённостях электрического поля - 1-2 кВ/мм [1].

Вместе с тем физический механизм такой эмиссии остаётся не выяснен ным.

В данной работе впервые проведены комплексные исследования уг леродных наноструктур, выращенных на кремниевых подложках, метода ми электронной спектроскопии для получения сведений об электронной структуре поверхности таких объектов. Измерения проводились на фото электронном спектрометре фирмы SPECS методами рентгеновской (РФЭС) и ультрафиолетовой фотоэлектронной спектроскопии. Исследова лись два образца с кристаллической ориентацией подложки (100) и (111).

Во втором случае толщина углеродного слоя оказалась заметно больше, чем в первом при одинаковых условиях осаждения.

Анализ результатов показал, что электронное строение поверхност ного углерода имеет сложный характер, не одинаковый для исследован ных образцов. Линии С1s в спектрах РФЭС имеют различную тонкую структуру. Для системы С - Si(100) имеются три составляющих, а для об разца С - Si(111) – четыре составляющих основного пика фотоэлектронов.

Каждая из составляющих соответствует различным химическим состоя ниям углерода. Энергетическая структура валентной зоны также не одина кова: в первом случае она подобна структуре монослоя графита, во втором случае она заметно отличается как от данных для монослоя графита, так и для пирографита. [2]. Прямой взаимосвязи между различием в электрон ной структуре и эмиссионной способностью не обнаруживается: в обоих случаях уровень полевой эмиссии находился в пределах нескольких сотен мкА/см2. Таким образом, на поверхности полупроводниковых кристаллов различной ориентации сформировались эмиссионно-активные системы с примерно одинаковыми эмиссионными свойствами. Отличительной осо бенностью таких систем – по данным атомно-силовой микроскопии – яв ляется отсутствие микронеровностей на поверхности, которые могли бы быть центрами полевой эмиссии за счёт локального усиления электриче ского поля. Поэтому вопрос обнаружения взаимосвязи между электронной структурой таких слоёв и их эмиссионной активностью остается актуаль ным, и исследования в этом направлении будут продолжены.

Литература:

1. Бондаренко В.Б., Габдуллин П.Г., Гнучев Н.М., Давыдов С.Н. На учно-технические ведомости СПбГПУ, № 3, 2008, с. 164-169.

2. Бржзезинская М.М., Байтингер В.И, Кормилец В.И. ФТТ, 41, (1999).

ИССЛЕДОВАНИЕ НАНОДИСПЕРСНЫХ МОДИФИКАТОРОВ СВОЙСТВ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ЯДЕРНО-ФИЗИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ Гурьянов А.М., Коренькова С.Ф.

Самарский государственный архитектурно-строительный университет Лебедев В.М., Лебедев В.Т.

Петербургский институт ядерной физики На реологические, прочностные и эксплуатационные свойства раз личных строительных материалов, например, бетонов и бетонных смесей, положительно сказывается применение нанодисперсных модифицирую щих добавок техногенного происхождения (шламовых отходов процессов водоочистки, водоподготовки и водоумягчения промышленных предпри ятий), приводящее к изменению структуры конструкционных материалов на надмолекулярном уровне.

Образцы шламов исследовались методом малоуглового рассеяния нейтронов с помощью дифрактометра «Мембрана-2», установленного на реакторе ВВР-М ПИЯФ. Длина волны нейтронов = 0,3 nm, ширина ли нии / = 0,3. Диапазон переданных импульсов q = (4 / )sin( /2) от 0,03 nm-1 до 0,8 nm-1. Рассеянные нейтроны регистрировались детекто ром, состоящим из 41 3Не-счетчика, в интервале углов 2° 2°.

Сечения рассеяния, отнесенные к единице объема вещества и к единичному телесному углу, как функции переданного нейтронного им пульса q получались из экспериментальных спектров с учетом фона и вклада прошедшего через образец пучка без взаимодействия с ним (транс миссии) при нормировке данных на интенсивности рассеяния для стан дартного образца известного сечения (1 мм H2O). С помощью Фурье преобразования (пакет программ ATSAS) из полученных эксперименталь ных данных для сечений рассеяния нейтронов восстанавливались распре деления рассеивающих объектов в приближении однородных сфер.

Распределения по радиусам рассеивающих надмолекулярных струк тур, как у влажных, так и высушенных образцов оказались одинаковы. До бавка несвязанной воды не меняет структуру материала, что свидетельст вует о его стабильности при различных условиях.

В образцах с разной вероятностью присутствуют структуры различ ных размеров. Средний радиус рассеивающих структур для образцов шла мов, образованных при различных условиях, оказался в пределах от 30 до 60 nm. Это подтверждает наблюдаемое на практике влияние шламов, как нанодисперсных модифицирующих добавок, на свойства композиционных строительных материалов.

О ДИСПЕРСНОСТИ БРЫЗГОВОГО ОБЛАКА, ОКРУЖАЮЩЕГО АМФИБИЙНОЕ СУДНО НА ВОЗДУШНОЙ ПОДУШКЕ (ВП) Дьяченко Н.В.

Санкт-Петербургский государственный морской технический университет Вопросам исследования дисперсности жидкой среды в струе газа по священо большое количество работ [1]. Их целью была выработка опти мальных способов распыления жидкого топлива, подаваемого в камеры сгорания дизельных и карбюраторных двигателей, газовых турбин и ра кетных двигателей. Все выполнявшиеся работы были посвящены анализу экспериментальных материалов и подбору эмпирических формул, позво ляющих аналитически описывать дисперсность жидкой среды в струе газа.

Аналогичная задача возникает при рассмотрении взаимодействия струи воздуха, выносимой из области ВП, с волнами на ее склоне. При этом про исходит разрушение водной поверхности и образование облака брызг, ко торое окружает судно и затрудняет его эксплуатацию. Для совершенство вания средств защиты судна от морской воды необходимо знать парамет ры облака - распределение воды по высоте вокруг судна q(H) и дисперс ность этой водной среды, т.е. математическое ожидание линейных разме ров капель на разных высотах mH и величины среднеквадратичных откло нений от среднего размера капель. Для решения этой задачи раз работана методика [2], позволяющая рассчитать скорости капель различ ного радиуса r на выходе в атмосферу и высоту их подъема H над уровнем моря, т.е. rH. Полная величина объема воды, вынесенной струей воздуха из ВП qm, определяется на основании экспериментальных результатов [3].

Для определения доли общего количества выброшенной из ВП воды, со держащейся в каплях радиуса, меньше данного, модифицирован закон Ро зина – Раммлера S(rH). Используя соотношение q(H) = S(rH) qm, можно ус тановить распределение воды в облаке по высоте над уровнем моря.

В основу расчета mH и DH положена гауссова кривая распределения плотности вероятности числа капель по размерам с учетом того, что часть капель выпадает из общего объема воды на малых высотах подъема.

Литература:

1. Лышевский А.С. Распыливание топлива в судовых дизелях. Л, Су достроение, 1971.

2. Дьяченко В.К., Дьяченко Н.В.Методика расчета параметров облака брызг, окружающих амфибийное судно на воздушной подушке при паре нии над поверхностью воды. Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова. СПб., вып. 49(333), 2009, с. 111.

3. Аносов В.Н., Дьяченко Н.В. Расчет количества воды, выносимой в атмосферу струей воздуха из воздушной подушки. Там же, с.123.

ПОЛУПРОВОДНИКИ В КУРСЕ ФИЗИКИ ИНЖЕНЕРНОГО ВУЗА Комаров В.И., Кауфман А.С.

Военный инженерно-технический университет Изучение основ физики полупроводников и принципов действия ос новных видов полупроводниковых приборов имеет важное значение для подготовки будущего инженера любого профиля. В числе таких приборов:

полупроводниковые диоды – выпрямители;

транзисторы, предназначен ные для генерирования и преобразования электрических колебаний;

тер мисторы, использующие для измерения температуры зависимость элек тропроводности от температуры;

тиристоры, обеспечивающие скачкооб разный переход из состояния с низкой проводимостью в состояние с вы сокой проводимостью;

полупроводниковые лазеры на гетеропереходах и др.

Для энергообеспечения за счет энергии солнечного излучения при меняются солнечные батареи – полупроводниковые генераторы, непо средственно преобразующие энергию Солнца в электрическую на основе использования явления внутреннего фотоэффекта. Таким образом, напри мер, осуществляется энергообеспечение космических станций и объектов на Земле.

Качественным отличием полупроводников от проводников, их наи более существенной особенностью является изменение свойств полупро водников в широких пределах под влиянием различных воздействий: тем пературы, освещенности, электрических и магнитных полей и других фак торов.

Научной основой физики полупроводников является зонная теория твердых тел. Изложение основ данной теории только на лекциях, связанно с определенными трудностями, поэтому она включена в темы семинарских и лабораторных занятий.

Лабораторный практикум ВИТУ содержит цикл работ по физике по лупроводников для второкурсников. В нем исследуются характеристики полупроводниковых выпрямителей, транзисторов и зависимость сопро тивления полупроводников от температуры.

ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ КОНСТАНТА СКОРОСТИ В ФИЗИКЕ НЕНЬЮТОНОВА ВРЕМЕНИ Майков В.П.

Московский государственный университет инженерной экологии Обобщение классической равновесной и линейной неравновесной термодинамики на основе введения неньютонова времени [1] позволяет активное вовлечение термодинамических методов в современную фунда ментальную физику (см. тезисы докладов в аналогичных сборниках 2007 2009 гг.). В настоящем докладе обсуждаются особенности фундаменталь ной константы скорости в новом обобщении – физике неньютонова вре мени.

Теоретическим ядром новой физической версии является элементар ная термодинамическая ячейка, как альтернатива традиционной матери альной точке. Новая концепция идейно близка к современным струнным теориям, где основным теоретическим элементом выступает ячейка с планковскими масштабами. Различие подходов связано с тем, что термо динамическая ячейка формулируется на основе соотношений неопреде ленностей квантовой механики и гипотезе о существовании макроскопи ческого кванта энтропии. В основе же существующих в физике планков ских параметров лежит полуэмпирический метод размерностей, строгий лишь с точностью до безразмерного множителя. Примечательно, что на основе рассматриваемой концепции планковские масштабы выводятся аналитически с получением недостающего безразмерного коэффициента.

При этом такой вывод сопровождается введением неньютонова необрати мого времени и решением проблемы квантовой гравитации на основе су персимметрии [1].

Параметры элементарной макроячейки с радиусом r c t c / 2kT зависят только от температуры. Здесь / 2kT – дискрет времени, (при t 3,8 10 6 м. ) Дискретное термо-электромагнитное T=300K, с, r t 1,3 описание макроячейки приводит к обобщению уравнений Максвелла с введением магнитного монополя divB, где магнитная прони o m,cn o цаемость вакуума;

плотность связанных магнитных зарядов. Это m,cn приводит к пространственному электрическому и магнитному векторному зарядам q 5,856 e и qm,v qv, где e0 – величина заряда электрона, c –электрическая постоянная, v kT / m – коллективная (когерентная) o скорость частиц в макроячейке, m масса макроячейки [1]. Под магнит ными зарядами понимаются ненаблюдаемые, но реальные (виртуальные) монополи. Введение новых соотношений термо-электромагнитного харак тера, как показывает анализ, снимает необходимость привлечения калиб ровочных полей и освобождает теорию от перенормировок.

Фундаментальность электрического объемного заряда проявляется через определение основания натуральных логарифмов как отношения q / g, где g константа слабого взаимодействия. Отношение других e двух зарядов можно вычислить (eo / g ) 2 (eeo / q ) 2 0.21568 [1,c.68] и срав нить с известным в физике лишь из эксперимента отношением (eo / g ) 2 0.215 [2], проведя тем самым верификацию теории.

Наконец отношение ещё двух фундаментальных зарядов и силовых полей для вакуума cоставляет qm / q c. Это отношение и определяет B/E подлинный смысл константы с, как фундаментальной характеристики пространственно-временной метрики физического вакуума, лишь фор мально совпадающий с размерностью скорости. Этот вывод проясняет яв ление независимости «скорости света» от скорости движения его источни ка. Отсюда же появление в обобщенной термодинамике ньютонового дальнодействия, ограниченного только недостижимостью нулевой термо динамической температуры c t. Дальнодействие здесь осуществляет L ся за счет свойств метрики при с const (см., например, значение элемен тарного интервала времени t при T 0 ).

T Таким образом, привлечение обобщенной термодинамики к фунда ментальной физике приводит к противоречию с основным принципом ОТО об относительности одновременности!

Литература:

1. Майков В.П. Расширенная версия классической термодинамики — физика дискретного пространства-времени. МГУИЭ, Москва (1997).

http://maikov.chat.ru/russian/evt/book/bookr.htm 2. Биленький С.М. Вайнберга угол. Физическая энциклопедия, т. 1, Советская энциклопедия, Москва (1988), с. 234.

ОБ ОДНОЙ ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ АНАЛОГИИ Майков В.П.

Московский государственный университет инженерной экологии Балунов А.И.

Ярославский государственный технический университет В настоящее время, по мнению авторов, в физике развивается новая парадигма, которая обобщает классическую равновесную термодинамику и линейную область неравновесной термодинамики на основе гипотезы о существовании в Природе не только кванта энергии, но и макроскопиче ского кванта энтропии равного постоянной Больцмана [1]. Привлечение к этой гипотезе соотношений неопределенностей квантовой механики по зволяет получить характерный минимальный макроскопический, или мак симальный микроскопический, объём – термодинамическую элементар ную макроячейку, параметры которой определяются только температурой.

Макроячейка выступает основным элементом теории.

В масштабах макроячейки математические дифференциально малые величины можно трактовать термодинамическими предельно малыми с вычислением их значений. При этом, в рамках новой парадигмы макро ячейка феноменологически может быть представлена в трёх связанных микроструктурах (стратах):

как термодинамически элементарный цикл Карно, в котором разностью температур выступает квантовое рассеяние термо динамической температуры;

как элементарный объёмный резонатор, без привлечения ка либровочных полей и без возникновения первичных расходи мостей;

как суперсимметричная система с объединением бозонов и гравитонов в концепции квантовой гравитации.

Раскрытие сущности квантовой гравитации позволяет решить про блему времени и сопровождающую её проблему «стрелы времени». Физи ческое время – осреднённая, интегративная мера изменчивости, порож даемая квантово-релятивистской природой фундаментального элементар ного термодинамического уровня материи, где время необратимо, дис кретно и динамически-эволюционно.

Новая парадигма позволяет выйти на новую область физики – тер модинамическую космологию с термодинамическим доказательством веч ности Вселенной. Из этой парадигмы вытекает несколько неожиданный вывод. Если фундаментальную физику отнести к элементарному макро скопическому уровню, то можно заключить, что для фундаментального описания основных законов неживой природы достаточно всего лишь обобщения равновесной и линейной неравновесной термодинамики. Тогда возникает вопрос, что же скрывается в области очень далёкой от равно весного состояния? Один из авторов полагает, что там лежит качественно иная область – физика жизни.

Интересный пример влияния явления дискретности вдали от равно весия был найден при энтропийно-информационном анализе процесса раз деления многокомпонентных систем методом ректификации. На рис.

представлена зависимость суммарной информационной энтропии выход ных потоков двухпродуктовой ректификационной колонны от относи тельного отбора верхнего продукта (дистиллята). Расчёт выполнен для двух типов модельных смесей равномерно распределённого состава: дис кретной десятикомпонентной и аналогичной по свойствам непрерывной (состоящей из бесконечно большого числа микрокомпонентов) в равно весных условиях ( 1 ) и очень удалённых от равновесного состояния ( 100 ). Здесь – обобщённая координата процесса, характеризующая удаленность системы от равновесия [2]. Видно, что явление дискретности качественно изменяет поведение системы в области далёкой от термоди намического равновесия.

Рис. Зависимость энтропии выходных потоков колонны от относительного отбора дистиллята Литература:

1. Майков В.П. Расширенная версия классической термодинамики – физика дискретного пространства-времени. – М.: МГУИЭ, 1997. – 160 с.

2. Балунов А.И., Майков В.П. Энтропия и информация в теории рек тификации. Известия вузов. Химия и химическая технология. 2003. Т. 46.

Вып. 9. – С. 54-67.

ДОЗИМЕТРИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА СИСТЕМЫ ПЛАНИРОВАНИЯ ДИСТАНЦИОННОЙ ЛУЧЕВОЙ ТЕРАПИИ Миронов В.О., Елизарова М.В.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет В работе описана процедура дозиметрической подготовки трехмер ной системы планирования дистанционной лучевой терапии XiO, прове денная на этапе ввода в эксплуатацию линейного ускорителя электронов Oncor Avant-Garde. Для дозиметрических измерений применялись система Blue Phantom с механизмом 3-х мерного сканирования и программным обеспечением OmniPro;


наперстковые водонепроницаемые ионизацион ные камеры СС13, графитовая фармеровская камера FC65-G, плоскопа раллельные ионизационные камеры маркусовского типа PPC-05 и PPC-40, клинический дозиметр Dose-1.

Для инсталляции дозиметрических данных в систему планирования были измерены диагональные профили для пучков фотонов с энергией 6 МВ на глубинах 0.0-30.0 см для квадратных полей 5х5-35х35 см2, с энер гией 18 МВ – на глубинах 1.2-30.0 см для полей 10х10-30х30 см2. Измере ния проводятся при РИП=100 см. Снимаются прямые профили для такого же набора полей на глубинах максимума ионизации и 5.0-30.0 см. Для пуч ков электронов измеряются профили для аппликаторов 10х10-25х25 см2, при РИП=100-115 см для различных наборов глубин в зависимости от энергии пучка. Глубинные распределения дозы для пучков фотонов изме ряются при РИП=100 см для полей 3х3-40х40 см2, а для пучков электронов – при РИП=100-115 см для размеров аппликаторов 10х10-25х25 см2.

И для фотонных и для электронных пучков проводятся абсолютные измерения поглощенной дозы в воде, по которым впоследствии произво дится калибровка мониторных единиц линейного ускорителя. Для фото нов различной энергии абсолютная доза измеряется фармеровской иони зационной камерой на референсной глубине 10 см при РИП=90, для элек тронов – маркусовской ионизационной камерой на глубине 1,6-5,4 см в за висимости от энергии пучка. Также проводится ряд абсолютных измере ний для характеризации рассеивающих факторов, физических и виртуаль ных клиньев. Механические характеристики ускорителя, в частности, па раметры многолепесткового коллиматора, предустановлены в систему планирования XiO и не требуют дополнительных замеров.

При сопоставлении протоколов дозиметрической подготовки систем планирования XiO и Oncentra Master Plan было выявлено, что набор изме ряемых параметров аналогичен, но для системы Oncentra Master Plan до полнительно снимается звезда профилей с шагом 1 для фотонных пучков, с применением реальных клиньев и без них, кроме того снимаются профи ли пучков для малых полей и профили электронных пучков без апплика тора.

ИМПУЛЬСНЫЙ МАГНИТООПТИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ КЕРРА Петров В.Н., Габдуллин П.Г., Котов И.А.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Существует методика исследования магнитных свойств материалов, основанная на магнитооптическом эффекте Керра, который заключается в изменении поляризации света, отраженного от поверхности намагничен ного образца. Регистрируя изменение поляризации отраженного света, можно говорить о магнитных характеристиках исследуемого материала.

Основная проблема реализации данной методики заключается в невоз можности намагничивания магнитожестких материалов постоянным то ком. Создавать сильные поля постоянными токами практически невоз можно, так как подобные системы намагничивания были бы чрезвычайно громоздкими, требовали бы постоянного охлаждения.

Авторами был разработан импульсный метод изучения магнитных свойств материалов, в основе которого лежит возможность получения не обходимых больших полей с использованием простой системы, токи на магничивания в которой могут достигать ~ 500 А. Ещё одним преимуще ством созданной системы является возможность её использования внутри вакуумной камеры при намагничивании магнитожестких материалов, ко торые слабыми полями намагнитить невозможно.

Система состоит из цифрового осциллографа, генератора сигналов PCG10/8016, синхронизированного с генератором тока намагничивания, и блока намагничивания. Исследование магнитных свойств материалов про изводится по стандартной методике меридианального магнитооптического эффекта Керра.

Суть метода импульсного намагничивания заключается в следую щем: исследуемый образец намагничивается короткими импульсами тока большой амплитуды (~ 10 – 500 А) для создания сильных магнитных по лей. Данная методика позволяет избежать перегрева элементов системы и получить поля, необходимые для намагничивания образцов до насыщения.

Изменение направления тока приводит к полному перемагничиванию. В результате получаются данные о зависимости остаточной индукции от ве личины амплитуды импульсного тока, на основании которых в дальней шем можно восстановить вид кривых намагничивания.

В качестве тестовых образцов были исследованы как магнитомягкие (металлическое стекло 71КНСР, трансформаторное железо Э320), так и магнитожесткий (сталь-10) материалы, намагничиваемые вдоль поверхно сти.

КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОННЫХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ РЕСУРСОВ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫХ ДИСЦИПЛИН ДЛЯ ПОДГОТОВКИ СПЕЦИАЛИСТОВ В ОБЛАСТИ ВЫСОКИХ ТЕХНОЛОГИЙ Пресс И.А., Федорцов А.Б., Венско Е.Е.

Северо-Западный государственный заочный технический университет Современное состояние промышленного производства в России тре бует его модернизации и все более квалифицированного кадрового обес печения. Инновационный характер развития экономики России преду сматривает достижение высокого уровня развития производственных тех нологий. Поэтому перед техническими вузами встает задача поиска наи более эффективных методов подготовки инженерных кадров и переподго товки работников различных отраслей для инновационного производства.

ГОУ ВПО «СЗТУ» специализируется на подготовке инженерных кадров широкого профиля без отрыва от производства на базе концепций непрерывного обучения и комплексирования классических и информаци онных обучающих технологий. Подготовка специалистов в области высо ких технологий предполагает системное внедрение столь же инновацион ных технологий в области образования и возможна только на хорошей ес тественнонаучной базе. Фундаментальный характер дисциплин подразу мевает обязательный учет профессиональных интересов обучаемых, прак тико-ориентированный подход к обучению, непосредственную связь учебного материала с профессиональными компетенциями обучаемых.

Обеспечить требуемый уровень подготовки можно лишь при высо кой степени самостоятельности обучаемых, интерактивности учебного процесса. С этой целью в ГОУ ВПО «СЗТУ» созданы комплексы элек тронных образовательных ресурсов учебных дисциплин естественнонауч ного профиля. В их числе учебные ресурсы образовательного сектора Ин тернет-пространства, электронные контенты, построенные путем модуль ного структурирования учебного материала, размещенные в программной среде MOODLE, лекционные курсы на CD и DVD, в свободном доступе на Интернет-порталах (в частности на YouTube), виртуальные лабораторные практикумы, система компьютерного тестирования. Студенты имеют воз можность оперативно получать индивидуальные консультации преподава телей через Интернет (e-mail, Skype, чаты и форумы на портале универси тета www.nwpi.ru, на учебном сайте www.student.nwpi.ru). Многообразие информационных ресурсов и свободный доступ к ним позволяют студен там самостоятельно проектировать свою траекторию обучения, работать в оптимальном для них режиме, учитывать свои профессиональные интере сы.

БАРЬЕРЫ ШОТТКИ AL/In2Se3: ПОЛУЧЕНИЕ И ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Рудь В.Ю.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Паримбеков З.А.

РГКП "Семипалатинский государственный университет им. Шакарима", Республика Казахстан Настоящая работа посвящена разработке и первым исследованиям фотоэлектрических свойств барьеров Шоттки Al/n-In2Se3.

Методом направленной кристаллизации расплава были выращены монокристаллы бинарного соединения In2Se3, определены состав полу ченных кристаллов и их структура.

Из измерений эффекта Холла определены тип проводимости, кон центрация и холловская подвижность свободных электронов в получен ных монокристаллах, на которых разработаны первые фоточувствитель ные барьеры Шоттки Al/In2Se3 и определены их фотоэлектрические свой ства.

Для лучших поверхностно–барьерных структур Al/n-In2Se3 макси мальная вольтовая фоточувствительность Sum 500 В/Вт при Т=330 К, что существенно превышает имеющиеся результаты [1].

Установлено, что указанные барьеры могут использоваться при соз дании широкополосных фотопреобразователей оптических излучений на основе монокристаллов In2Se3.

Литература:

1. Г.А. Ильчук, В.В. Кусьнеж, Р.Ю. Петрусь, В.Ю Рудь, Ю.В. Рудь ФТП. 41, (2007) 53 -58.

ДВУМЕРНЫЙ ПРОСТРАНСТВЕННО-ОГРАНИЧЕННЫЙ КВАНТОВЫЙ ОСЦИЛЛЯТОР Санин А.Л., Семёнов Е.А.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Квантовые волноводы как составные элементы наноприборов и мик рокомпьютеров широко исcледуются во всем мире. Несмотря на их раз мах, эти исследования все еще носят ограниченный характер как в плане постановок физических задач, так и в численном моделировании. Необхо дим переход от стационарных задач к нестационарным для систем различ ной размерности. По существу, надо разработать теорию колебаний и волн квантовых систем. Как известно, для классических систем такая проблема была успешно решена в XX веке.

В настоящем докладе представлены результаты численного интегри рования нестационарного двумерного уравнения Шредингера для про странственно ограниченного квантового осциллятора. Свойства такого ос циллятора определяются полиномиальным потенциалом, зависящим от двух координат в прямоугольной области. На границах области задается внешний скачкообразный потенциал, который образует потенциальную яму с непроницаемыми стенками. Для анализа формируется начальное ус ловие в виде гауссова пакета с ненулевой средней скоростью или ненуле вой средней координатой. На границе области волновая функция равна нулю во все моменты времени. Ширина начального пакета много меньше размера ямы. В том случае, когда полиномиальный потенциал представля ет сумму двух слагаемых, пропорциональных квадрату координат, а кван тово-механические средние значения координат много меньше размеров ямы, влияние стенок на колебания становится несущественным. В этом случае мы имеем режим колебаний двумерного квантового гармоническо го осциллятора. Фурье-преобразование для среднего значения координаты содержит пик, соответствующий частоте колебаний вдоль данной коорди наты. Здесь, как и для одномерного квантового осциллятора выполняется принцип соответствия.


Если полиномиальный потенциал содержит дополнительное сла гаемое, пропорциональное произведению координат, мы переходим в ре жим связанных колебаний. В режиме малых колебаний изучены их свой ства, обусловленные связью между ними. Характерные частоты хорошо согласуются с частотами соответствующей классической задачи. Однако, если амплитуда становится соизмерима с полуразмером ямы, влияние сте нок становится существенным и картина колебаний усложняется.

УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ ЛАЗЕРНЫЙ ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ ЖИДКИХ И ТВЕРДЫХ ПЛЕНОК Федорцов А.Б., Иванов А.С., Чуркин Ю.В., Гончар И.В.

Северо-западный государственный заочный технический университет Проведена модернизация лазерного интерферометра для контроля толщины жидких и твердых пленок [1,2]. Была произведена замена в оп тической схеме прибора эллиптических зеркал на сферические, что позво лило снизить его стоимость и улучшить качество оптического тракта.

Также, была изменена электронная схема обработки сигнала для сопряже ния прибора с ПК. Применение современной элементной базы и ориги нальных схемных решений дало возможность повысить точность измере ний, уменьшить массогабаритные параметры и снизить энергопотребление прибора.

Аналоговый сигнал с фотоприемника поступает на схему преобразо вания в стандартные ТТЛ-уровни цифрового сигнала для дальнейшей об работки микроконтроллером, на котором реализованы: модуль высоко точного таймера, контроль ошибок, и схема универсального синхронно – асинхронного передатчика для пересылки данных на ПК. Используется стандартный интерфейс RS-232, как распространенный и надежный. Од нако, не исключена возможность использования и шины USB, завоевав шей на данный момент большую популярность.

Окончательная обработка данных производится на ПК. Для этого разработан алгоритм взаимодействия с прибором, при помощи среды раз работки Delphi написана программа, работающая под управлением опера ционной системы Windows, как самой распространенной операционной системы (ОС) на сегодняшний день. Также, возможна реализация про граммы обработчика и для семейства UNIX-подобных ОС, например LINUX, с использованием среды Kylix, почти не требующая переделки.

В результате получена возможность использования прибора, как ап паратно-программного комплекса, не только с компьютерами, работаю щими под управлением ОС Windows, но также совместно с ПК, работаю щими под управлением семейства UNIX-подобных ОС, также используе мыми в промышленности.

Литература:

1. A.B. Fedortsov, D.G. Letenko, Yu.V. Churkin, I.A. Torchinsky, and A.S. Ivanov., Rev of Sci Instrum Vol. 63, No 7, July 2. Л.М. Цинципер, А.Б. Федорцов, Д.Г. Летенко., Приб. и техн. экс пер-та, 1996, № ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ ПРОЦЕССОВ В СТРУКТУРАХ МЕТАЛЛ-ДИЭЛЕКТРИК-ПОЛУПРОВОДНИК ПРИ ПОМОЩИ ЛАЗЕРНОГО ЗОНДИРОВАНИЯ Федорцов А.Б., Иванов А.С., Чуркин Ю.В., Манухов В.В.

Северо-Западный государственный заочный технический университет В настоящее время теория расчета дисперсионных сил (сил Ван-дер Ваальса и Казимира) применительно к реальным наноструктурам недоста точно хорошо разработана. Однако учет этих сил необходим для создания технических устройств, имеющих размеры менее 100нм [1]. Для развития и применения теории дисперсионных сил необходимо экспериментальное исследование зависимости комплексной диэлектрической проницаемости от частоты в широком диапазоне концентраций носителей заряда. Для ис следования комплексной диэлектрической проницаемости полупроводни ка эффективны лазерно-интерферометрические методы. Однако при высо ких концентрациях электронов зондирующий луч сильно поглощается в полупроводнике. Резко снизить потери мощности зондирующего луча можно, если высокую концентрацию электронов создать в очень тонком инверсном слое у поверхности полупроводника при приложении попереч ного электрического поля к структуре металл-диэлектрик-полупроводник (МДП-структуре). При работе с МДП-структурами возникает необходи мость работы «на отражение». При этом измерения необходимо проводить при разных углах падения зондирующего луча. Нами была разработана специальная оптическая схема для изменения угла падения луча лазера на поверхность образца с последующей регистрацией отраженного луча.

Данная схемы разработана на основе созданного нами ранее устройст ва [2], позволяющего изменять угол падения на образец на 65. В предла гаемом устройстве вместо малодоступных и дорогих эллиптических зер кал используются зеркала сферические. Прибор позволяет изменять угол падения луча лазера на неподвижный образец на 40 с последующей реги страцией отраженного луча. Важным достоинством схемы является воз можность быстрого (порядка 1мс) изменения угла в пределах рабочего диапазона.

Литература:

1. M. Borolag, G.L. Klimchitskaya, V. Mohideen, V.M. Mostepanenko, Advances in the Casimir effect.// Oxford, Oxford University Press, 2009.

2. Fedortsov A.B., Letenko D.G., Churkin Yu.V. et al. // Rewiew of sci entific instruments. T. 63, № 7. C. 3597–3582. 1992.

ИССЛЕДОВАНИЕ ДИСПЕРСИОННЫХ СИЛ В НАНОРАЗМЕРНЫХ ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ Федорцов А.Б., Климчицкая Г.Л., Чуркин Ю.В., Юрова В.А.

Северо-Западный государственный заочный технический университет Требования по сокращению габаритов и энергопотребления элек тронных устройств привели в настоящее время к уменьшению размеров элементов до десятков, а порой единиц нанометров. В этом диапазоне про явление дисперсионных сил становится преобладающим по сравнению с классическими электромагнитными силами. Влияние дисперсионных сил на работу микроэлектронных устройств ранее не исследовалось, однако исследования в наноэлектротехнике показали, что именно дисперсионные силы ответственны за ”схлопывание“ микроконденсаторов. Следователь но, разработка элементов электронной техники требует глубокого иссле дования данных сил.

Для вычисления величины давления силы Казимира используются различные модели расчетов, содержащих экспериментальные данные о вещественной и мнимой частях диэлектрических проницаемостей мате риалов рассматриваемых структур. В представленной работе проводились расчеты величины давления, создаваемого силой Казимира, на слой ди электрика в структуре металл-диэлектрик-полупроводник (МДП) по мо дифицированной формуле Лифшица с использованием поправки, связан ной с дисперсией диэлектрических проницаемостей материалов структу ры. Эта структура представляет собой монокристалл полупроводника, на поверхности которого формируется тонкий диэлектрический слой, поверх которого наносится электрод из алюминия или другого металла.

Расчеты показывают, что казимировское давление на слой диэлек трика в МДП-структурах на основе кремния увеличивается при уменьше нии толщины этого слоя. При изменении толщины от 80 нм до 40 нм ве личина давления возрастает от 5,5 Па до 67,3 Па, то есть увеличивается в 12 раз. При дальнейшем уменьшении толщины диэлектрического слоя следует ожидать дальнейшего резкого увеличения этого давления.

Таким образом, роль казимировских сил в наносистемах может быть существенной. Поэтому для учета дисперсионных сил в работе электрон ных элементов необходимо детально исследовать эти силы, используя в качестве примера расчета реальные материалы в реальных конфигурациях и режимах работы.

ЛАЗЕРНЫЙ «ТАУМЕТР» ДЛЯ СТРУКТУР МЕТАЛЛ-ДИЭЛЕКТРИК-ПОЛУПРОВОДНИК Федорцов А.Б., Чуркин Ю.В., Иванов А.С., Аникеичев А.В.

Северо-Западный государственный заочный технический университет Создание новых полупроводниковых материалов, приборов и техно логических процессов вызывает потребность в современных методах ис следования рекомбинационных параметров полупроводников, главным из которых является время жизни носителей заряда: электронов и дырок.

Современные методы измерения времени жизни носителей заряда должны быть неразрушающими и локальными. Именно такими являются методы лазерной интерферометрии. Использование интерференционных эффектов лазерного излучения по сравнению с другими методами позволяет полу чить более детальные сведения о рекомбинационных характеристиках по лупроводников.

Целью данной работы является разработка физического принципа работы лазерного «тауметра» для исследования реальных полупроводни ковых структур. Традиционно в методах лазерной интерферометрии гене рация неравновесных носителей в полупроводниковом образце осуществ ляется оптически с помощью коротковолнового инжектирующего облуче ния образца. Однако для оценки работы некоторых приборов, например, мощных тиристоров необходимо измерение времени жизни носителей при высоком уровне инжекции. При этом область повышенной концентрации неравновесных носителей имеет большую величину, а это увеличивает по глощение в полупроводнике зондирующего излучения, что «губит» ин терференцию и делает лазерно-интерференционный метод не примени мым. Поэтому этот метод требует модернизации.

Мы положили в основу разрабатываемого «тауметра» создание не равновесных носителей заряда в приповерхностном слое полупроводнико вого материала с помощью поперечного электрического поля в структуре металл-диэлектрик-полупроводник (МДП) на основе исследуемого мате риала и зондирование полученной МДП-структуры длинноволновым ла зерным излучением. Это позволяет, изменяя концентрацию носителей, ис следовать рекомбинационные характеристики полупроводника в тонком приповерхностном слое толщиной в десятки нанометров.

ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ КАК ИМИТАЦИОННАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ФИЗИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ Шапошников А.В.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Анализ положений основы современной физики - теории относи тельности - показывает, что эта теория является по существу не физиче ской, а чисто математической теорией так как в ней во многих случаях не обходимость проведения экспериментов заменяется математическими спе куляциями, среди них: a) использование нефизических понятий таких как пространство, время, поле, инвариант, наблюдатель;

б) использование ма тематических операций без установления их физического содержания: ка либровки, перенормировки;

в) постепенная «эрозия» классических физи ческих понятий таких как длина, масса, энергия, импульс, время, из-за че го нарушается принцип соответствия классической и релятивистской фи зики, несмотря на чисто формальное совпадение формы уравнений при предельном переходе, когда скорость света устремляется к бесконечности.

Однако, по-видимому, основным пороком современной физической парадигмы является неправомерная подмена экспериментального физиче ского принципа относительности математическим условием инвариантно сти уравнений относительно преобразований координат. Эта проблема впервые возникла в связи с работами французского математика А. Пуанкаре. Действительно, преобразования Галилея (не принадлежащие Галилею) свидетельствуют о неравноправности наблюдателей, то есть эти преобразования противоречат принципу относительности Галилея, что, однако, характерно и для преобразования Лоренца. Инвариантность фор мы математических уравнений относительно преобразований координат не имеет прямого отношения к чисто экспериментальному принципу отно сительности. Действительно, уравнение – это математическая абстракция, некоторое обобщение и непосредственно в природе не наблюдается. Со поставить с экспериментом можно лишь конкретные решения уравнений, но некоторые из этих решений могут вообще не иметь физического смыс ла. И поскольку специальная теория относительности построена на усло вии инвариантности уравнений физики к преобразованиям координат Ло ренца, она не имеет отношения к экспериментальному принципу относи тельности Галилея, не вскрывает причинно-следственные связи при взаи модействии быстро движущихся природных объектов и по существу явля ется лишь имитационной математической моделью реальности.

Поэтому в физике сейчас идет процесс создания новой, можно ска зать пострелятивистской электродинамики, свободной от этих недостат ков. Адекватную реальности физическую теорию отражения движения предложил во второй половине прошлого века проф. СПбГПУ А.А. Денисов. В работах данного автора наглядно показано, что в электро динамике все экспериментальные эффекты, возникающие при быстром относительном движении взаимодействующих тел, связаны с искажением информации о положении и скорости этих тел из-за конечной скорости распространения электромагнитных волн. Причем, так же как и в класси ческой механике Галилея-Ньютона при допущении существования свето носной промежуточной среды (физического вакуума) не требуется ника ких дополнительных релятивистских гипотез о сокращении тел, замедле нии времени и увеличении массы, что удовлетворяет принципу Оккама.

ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЕДИНИЧНОГО БАРЬЕРНОГО МИКРОРАЗРЯДА Шемет М.В.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет В процессе развития техники было изучено большое число режимов известных форм газового разряда. Количество газоразрядных режимов по стоянно растет, по мере появления новых приложений. В настоящее время ведутся активные исследования барьерного разряда – разряда в газовом промежутке, осложненного накоплением заряда на поверхности диэлек трического электрода. Такой тип разряда (используемый в озонаторах, плазменных панелях) является одним из видов частичных разрядов (ЧР) в высоковольтной электрической изоляции.

В настоящее время не существует технологии производства органи ческой изоляции, которая позволяла бы получить структуру материала, не содержащую пор и расслоений. Поэтому ЧР всегда присутствуют в элек троизоляционных конструкциях и являются основной причиной их разру шения.

В физике газового разряда уделено недостаточно внимания изуче нию механизмов развития разряда в коротких (субмиллиметровых) про межутках, в основном исследовались средние и длинные промежутки: по рядка единиц миллиметров – десятков сантиметров и более.

Это диктовалось требованиями промышленности (источники света, обработка материалов и т.д.) и энергетики (ЛЭП, грозозащита и т.д.). При исследовании ЧР представляют интерес процессы, развивающиеся в субмилли-метровых промежутках, т.к.

характерные дефекты в изоляционных конструкциях составляют доли миллиметров. На рис. представлена зависимость напряжения начала пер вого разряда от размера воздушного промежутка для системы «игла – воз душный зазор – диэлектрический барьер – плоскость». Кривая, соответст вующая положительной полярности иглы, лежит существенно выше кри вой, соответствующей отрицательной полярности иглы. Такое взаимное расположение кривых имеет характер противоположный известным зако номерностям для воздушного промежутка более 1 см. В зависимости от величины воздушного промежутка, материала барьера и полярности иглы, наблюдалось несколько механизмов разряда: одиночный стример (ток до 50 мА, длительность – 7-15 нс), одиночная лавина (длительность – 100 300 нс), стример + серия лавин и многолавинный механизм (импульсы Тричела). Отмеченные особенности могут быть связаны с изменением ти па и времени развития разряда в субмиллиметровых промежутках.

РАССЕЯНИЕ ИМПУЛЬСНОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ПРОВОДЯЩЕЙ ОБОЛОЧКЕ Яхно Ю.Л., Воробьев В.А., Гончар И.В.

Северо-Западный государственный заочный технический университет Значительный интерес в различных областях прикладной электро динамики представляют задачи рассеяния электромагнитного поля на про водящих и диэлектрических слоях и оболочечных структурах достаточно сложной геометрической формы. К таким областям относятся: геологораз ведка, дефектоскопия и ряд других. При этом во многих случаях объект исследования с хорошей точностью может быть аппроксимирован сфе роидальной оболочкой.

При рассеянии импульсного электромагнитного поля на оболочке основной информативной величиной, включающей в себя электродинами ческие и геометрические параметры рассеивателя, является постоянная времени затухания рассеянного поля.

В работе получено выражение для постоянной времени затухания импульсного магнитного поля, рассеянного на тонкой проводящей слабо магнитной оболочке постоянной толщины сфероидальной формы.

Ранее нами [1], в низкочастотном приближении с помощью инте гральных уравнений, были получены явные выражения для рассеянного гармонического однородного поля на сфероидальной оболочке постоян ной толщины.

Используя полученный результат и применив к нему обратное пре образование Лапласа, в данной работе, получено общее решение для сту пенчато изменяющегося во времени магнитного поля, рассеянного на та кой оболочке. При этом, подынтегральная функция полученного выраже ния имеет единственный полюс, определяющий экспоненциальное затуха ние рассеянного поля со временем. Нахождение этого полюса сопряжено с необходимостью решения трансцендентного уровня. Поэтому в работе мы ограничиваемся случаем, когда произведение волнового числа материала оболочки на ее толщину много меньше единицы. Это соответствует слу чаю хорошо проводящей немагнитной оболочки и позволяет вычислить полюс для получения выражения постоянной времени затухания рассеян ного поля.

Литература:

1. Яхно Ю.Л. «Рассеяние низкочастотного электромагнитного поля на искривленных проводящих слоях», автореф. канд. дис., Л., 1984.

ОПТИМИЗАЦИЯ КОНСТРУКЦИИ КОМПЕНСАЦИОННОЙ ОПОРЫ УСТАНОВКИ КАТАЛИТИЧЕСКОГО КРЕКИНГА Боровков А.И., Михайлов А.А., Орлова С.С.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Каталитический крекинг – один из наиболее важных процессов неф теперерабатывающей промышленности. Установка крекинга состоит из реактора и регенератора, соединенных между собой трубопроводом. Опо ры необходимы для компенсации гравитационных сил и способствуют снижению усилий, действующих на штуцера.

Целью работы является минимизация массы наиболее нагруженной опоры путем варьирования некоторых её геометрических параметров (см. рис. 1). Ограничениями являются суммарная площадь отверстий для вентиляции и значения максимально допустимых изгибных и мембранных напряжений. Расчет напряжений проводился в системе КЭ анализа ABAQUS, полученные данные обрабатывались с помощью программного комплекса оптимизации modeFrontier.

Рис. 1 Рис. В результате оптимизации получены новые геометрические характе ристики, позволяющие снизить массу опоры с 63 кг (масса исходной опо ры) до 22 кг (в 2,9 раз), удовлетворяя условиям прочности. Установлено, что наибольшее влияние на массу оказывают толщина h и длина L цилин дрической части, а также радиус упрочняющей накладки R (см. рис. 2).

Литература:

1. Michailov A.A., Voinov I.B., Borovkov A.I. Designing safe crackers // ANSYS Advantage. Volume II, Issue 4, 2008, pp. 38-39;

2. Michailov A.A., Voinov I.B., Borovkov A.I. Entwicklung von sicheren crackern // CAD CAMReport Nr.5, 2009, pp. 20-21 (in German).

КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КОНТАКТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В КОЛЕННОМ СУСТАВЕ ЧЕЛОВЕКА С УЧЕТОМ УГЛА ПАТАЛОГИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИЙ Боровков А.И., Михалюк Д.С., Бабенков М.Б.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.