SCI Библиотека

В монографии рассматриваются теоретико-методологические основы реализации про-
ектной деятельности учащихся в средней школе, методика и примеры проведения ис-
следовательских мини-проектов и среднесрочных проектов в школьном курсе физики
основной и старшей школы. Представлены разработки мини-проектов, в том числе с ис-
пользованием цифровой лаборатории по физике «Научные развлечения», методика ор-
ганизации и проведения интегрированных мини-проектов в пропедевтическом курсе фи-
зики, а также среднесрочные проекты для старшей школы.
Монография адресована учителям физики средних школ, лицеев, гимназий, а также
студентам и магистрантам педагогических направлений подготовки направленность
(профиль) «Физика».

Purpose. The work is aimed at studying the statistics of width-to-length ratio of a breaking crest for an active phase of wind wave breakings and at assessing the possibility of approximating the geometric shape of a breaking with an ellipse.

Methods and Results. The experimental data including the video records of sea surface and the wind speed measurements were obtained at the stationary oceanographic platform in the Black Sea Hydrophysical Subsatellite Polygon of Marine Hydrophysical Institute (near the village of Katsiveli, the Southern Coast of Crimea) in 2015–2019. Processing the in situ data made it possible to form the arrays both of lengths and areas of the breakings and the synchronous measurements of wind speed.

Conclusions. The distributions of random variables proportional to the minor-to-major axes ratios of breakings are obtained. It is shown that these distributions are coincident for the whitecaps of different scales. This fact testifies to the similarity of breaking geometric shapes. The average value of breaking axis ratio obtained from all the data is 0.41. It is concluded that the average geometric shape of the breaking boundaries is satisfactorily described by an ellipse with eccentricity 0.91. The ratio of the speed of a breaking centroid to that of its anterior front is estimated to be 0.9.

Еще в 424 г. до н.э. в пьесе древнегреческого поэта Аристофана «Облака» упоминается о том, что с помощью фокусировки солнечного света можно добывать огонь. С тех пор и до наших дней исследование поведения света в фокусе вызывает интерес у оптиков. В фокусе сходится свет из разных областей пространства, который обладает разной амплитудой, фазой и состоянием поляризации. Чтобы адекватно описывать свет в фокусе, следует использовать все шесть проекций векторов напряженности электрического и магнитного полей. В 1959 г. Б. Ричардом и Э. Вольфом была создана аналитическая теория строгого описания света вблизи острого фокуса, которая применяется до сих пор. Проверить ее правильность сегодня можно с помощью разностного решения системы уравнений Максвелла в рамках одного из многих коммерческих программных продуктов. Численный метод решения уравнений Максвелла (FDTD-метод) был разработан А. Тафловом и М.И. Бродвином в 1975 г. Один из интересных оптических эффектов, который имеет место в остром фокусе световых полей, — эффект обратного потока энергии, о котором впервые упоминает в 1920 г. В.С. Игнатовский. В данной книге эффект обратного потока энергии в фокусе лазерного света изучается теоретически на основе формализма Ричарса–Вольфа, численно на основе разностного решения уравнений Максвелла и экспериментально. Выясняется природа данного эффекта и условия, при которых он возникает.
Книга предназначена широкому кругу научных работников, инженеров, работающих в области оптики, фотоники, лазерной физики, оптоинформационных технологий, оптического приборостроения. Также может быть полезной бакалаврам и магистрам по специальностям «Прикладные математика и физика», «Прикладная математика и информатика», «Оптика» и аспирантам, специализирующимся в этих областях.

Приводится векторный анализ группы уравнений, часто именуемой
«Уравнениями Максвелла». Собственно перу Максвелла принадлежит одно
уравнение, в котором он ввел так называемый «ток смещения». Анализ по-
казывает, что этот ток является лишней припиской и мешает взаимной со-
гласованности уравнений группы.
После исключения этого тока исчезают волновые свойства электриче-
ского и магнитного полей. Электрическое и магнитное поля перестают быть
«особой формой материи».
Далее дано краткое изложение основ новой электродинамики без урав-
нения Максвелла, записана группа уравнений, не имеющая внутри себя
противоречий. За основу приняты закон Кулона и законы взаимодействия
токов и уравнения потенциалов.
По-новому сформулирован закон электромагнитной индукции.
Даны начала новой теории распространения радиоволн.
В последней части приводятся примеры подробного, полного расчета
электрических и магнитных потенциалов типичных источников.
Книга предназначена для научных работников, преподавателей, аспи-
рантов, учителей и студентов

Монография посвящена изучению исторических аспектов истоков за-
рождения, становления и последующего развития специальной и общей тео-
рии относительности на протяжении XX и в начале XXI веков. Учтены рабо-
ты последних десятилетий. Особое внимание уделено цитированию работ
классиков-релятивистов и ученых, развивающих СТО и ОТО.
Монография предназначена для студентов, аспирантов физических специ-
альностей и направлений подготовки, научных работников – историков физики,
а также широкого круга читателей, интересующихся историей физики

В монографии рассмотрены лазерные световые пучки, у которых при распространении в свободном пространстве поперечное распределение интенсивности вращается вокруг оптической оси. Причины, приводящие к вращению поперечной интенсивности пучка в пространстве, могут быть разные. Все эти различные виды вращающихся пучков подробно рассматриваются в книге. Вращающиеся лазерные пучки применяются в микроскопии для получения сверхразрешения по продольной координате и при измерении локализации и ориентации отдельных молекул, при зондировании атмосферы и в беспроводных системах связи, в передаче информации под водой, а также в датчиках магнитного поля. Книга будет полез ной для широкого круга специалистов в области фотоники, студентов старших курсов, бакалавров и магистров, обучающихся по специальностям «Оптика», «Прикладные математика и физика», «Прикладная математика и информатика», и аспирантов, специализирующихся в этих областях.

В монографии рассматривается теория переноса произвольной аддитивной величины в пространстве и времени. Пока-
зано, что основополагающие законы физики представляют собой запись уравнения баланса аддитивных величин. На ос-
новании рассматриваемой в работе модели переноса представлена авторская трактовка квантовой механики. Основные
результаты работы могут быть использованы в качестве базового математического аппарата при описании любых эво-
люционных процессов: физических, механических, биологических, экономических и т. д.
Монография рассчитана на курсантов старших курсов, адъюнктов, преподавателей и научных сотрудников.
Монография рекомендована обучающимся по основным профессиональным образовательным программам высшего
образования – программ специалитета по всем специальностям подготовки, преподавателям дисциплин естественнона-
учного цикла, адъюнктам и ученым, работающих в области квантовой физики

В монографии предлагается методика организации учебного процесса, поз-
воляющего учащимся без дополнительной специальной подготовки успешно
пройти итоговую государственную аттестацию по физике. Выделены элементы
физических знаний – понятия о физическом объекте, физическом явлении, физи-
ческой величине, закон, научный факт и связанные с ними виды деятельности, ко-
торые должны быть усвоены при изучении конкретных тем школьного курса фи-
зики. Разработаны дидактические средства, необходимые для формирования вы-
деленных видов деятельности.
Предназначена преподавателям и учителям физики, студентам и аспиран-
там педагогических направлений подготовки

В работе представлена модель, позволяющая рассчитывать форму сечения и ско-
рость цилиндрического включения, мигрирующего в кристалле под действием гра-
диента температуры в стационарных тепловых условиях. На основе предложенной
модели, требующей в общем случае применения численных методов, получены ана-
литические выражения для расчета скорости включения в предельном случае отно-
сительно больших площадей сечений. Проведен анализ рассчитанных зависимостей ско-
рости и формы сечений мигрирующих цилиндрических включений от площади их сече-
ния, градиента температуры, степени затрудненности межфазных процессов, удельной
межфазной энергии и степени ее анизотропии. Предложены методики определения сте-
пени анизотропии удельной межфазной энергии и относительной затрудненности меж-
фазных процессов из анализа форм сечений мигрирующих цилиндрических включений.
Издание предназначено для специалистов в области роста кристаллов, а также
студентов, магистрантов и аспирантов при изучении вопросов физики процессов
кристаллизации.

Purpose. Development of regional satellite algorithms requires the information on bio-optical properties of a particular water area. The present study is aimed at comparative analysis of bio-optical properties of optically complex waters differing in their trophic status.

Methods and Results. The study combined the results of measuring the spectral bio-optical properties in the waters of the Black, Azov, Barents and Norwegian seas, the Arctic and Southern oceans (Atlantic sector) and Baikal and Teletskoye lakes. Spectral coefficients of light absorption by phytoplankton, non-algal particles and colored dissolved organic matter were measured in accordance with the International Ocean Colour Coordinating Group Protocols. The study areas included the waters with trophic levels from the oligotrophic to the eutrophic ones (the chlorophyll a concentrations in the surface layers varied from 0.066 to 24 mg⋅m−3) and with high heterogeneity in their bio-optical properties: the total non-water light absorption at the wavelength of 438 nm varied from 0.021 to 0.97 m−1.

Conclusions. In all the regions, a high (within an order of magnitude or higher) spatial variability in the values of light absorption coefficients by all the optically active components and their ratios was noted. This fact indicates the optical complexity of waters in each of the regions under study. The regional specificity of parameterization coefficients for light absorption by phytoplankton, non-algal particles and colored dissolved organic matter was shown. The revealed parameterization coefficients for light absorption by the optically active environment components can be used to develop regional satellite algorithms for assessing water quality and productivity indicators. Based on the empirically revealed dependencies, the following additional indicators of water quality were proposed: the euphotic zone depth and the spectral characteristics of downwelling irradiance which can be retrieved based on remote sensing data.