WWW.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |   ...   | 12 |

«ИННОВАЦИОННОЕ РАЗВИТИЕ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ Сборник статей Международной научно-практической конференции 31 января 2014 г. Часть ...»

-- [ Страница 9 ] --

Изучение математики играет системообразующую роль в образовании, развивая познавательные способности человека, в том числе к логическому мышлению, влияя на преподавание других дисциплин. Качественное математическое образование необходимо каждому для его успешной жизни в современном обществе. Успех нашей страны в двадцать первом веке, эффективность использования природных ресурсов, развитие экономики, обороноспособность, создание современных технологий зависят от уровня математической науки, математического образования и математической грамотностивсего населения, от эффективного использования современных математических методов.

Исходя из новой Концепции развития математического образования, важным эле ментом является обеспечение наличия общедоступных информационных ресурсов, не обходимых для реализации учебных программ математического образования, в том числе в электронном формате, инструментов деятельности обучающихся и педагогов, применение современных технологий образовательного процесса.

Системное, эффективное формирование информационно-коммуникативной компетен ции сегодня возможно только при условии использования информационных компьютер ных технологий (ИКТ). Компьютерные технологии обучения - это совокупность методов, приемов, способов и средств создания педагогических условий на основе компьютерной техники, средств телекоммуникационной связи и интерактивного программного продукта, моделирующих часть функций педагога по представлению, передаче и сбору информации, организации контроля и управления познавательной деятельностью. Применение компью терных технологий обучения позволяет видоизменять весь процесс преподавания, реализо вывать модель личностно-ориентированного обучения, интенсифицировать занятия, а главное - совершенствовать самоподготовку обучающихся.

Информационные технологии, наиболее часто применяемые в учебном процессе, можно разделить на две группы:

1) сетевые технологии, использующие локальные сети и глобальную сеть Internet (электронные варианты методических рекомендаций, пособий, серверы ди станционного обучения, обеспечивающие интерактивную связь с учащимися через Internet, в том числе в режиме реального времени);

2) технологии, ориентированные на локальные компьютеры (обучающие программы, компьютерные модели реальных процессов, демонстрационные программы, электрон ные задачники, контролирующие программы, дидактические материалы).

На данный момент существует большое количество программного обеспечения, ко торое может достаточно эффективно применяться преподавателем в процессе обуче ния, в частности на занятиях математики.

Первым из программных средств для обучения математике на компьютере стал электронный учебник-справочник «Планиметрия» из серии «Домашний компьютер и школа».

Программа «Живая Геометрия» позволяет заинтересованному математикой учаще муся проверить выполнение подмеченных закономерностей. На экранах компьютеров можно увидеть точно вычерченные чертежи и графики, ручное построение которых немыслимо;

построить привлекательные фракталы, заставить вращаться идеально пра вильные многогранники. С помощью Sketchpad учащиеся могут создать объект, а з а тем изучить его математические свойства, просто перемещая объект мышью. Все ма тематические отношения, заложенные при построении, сохраняются, позволяя учени кам изучить целый комплекс аналогичных случаев за несколько секунд. Такой стиль работы, как давно заметили психологи, подводит их к обобщениям самым естествен ным путем. Sketchpad помогает процессу открытия, при котором студенты сначала представляют себе и анализирует проблему, и затем делают предположения, прежде, чем попытаются доказать. Живая Геометрия расширяет и углубляет изучение математики.

Роль математических пакетов класса MathCAD, Maple, MatLab, в образовании ис ключительно велика. Эти системы облегчают решение сложных математических задач.

При использование математических систем снимается психологический барьер при изучении математики, делая его интересным и достаточно простым. Новые версии си стем позволяют готовить электронные уроки и книги с использованием новейших средств мультимедиа, включая гипертекстовые и гипермедиа-ссылки, изысканные графики (в том числе анимационные), фрагменты видеофильмов и звуковое сопровож дение.

MS Excel можно использовать для построения диаграмм, описывающих динамику изучаемых процессов. Эта программа является средством для экспериментирования и формирует у ученика умение находить оптимальное решение, возможность выра жать решение уравнения в чистой и графической форме, умения отыскивать целочис ленные решения. Работая с электронным процессором MS Excel, ученик приобретает навыки построения по заданным значениям x и y, исследование схемы построения числовых последовательностей, анализа статистических данных. Так же программная разработка в Excel состоит из набора изучаемых функций;

степенных, показательных, тригонометрических, для которых можно ввести соответствующие числовые коэффи циенты и пределы интегрирования. Таким образом, имеется возможность графически и численно проанализировать характер функций и влияние ее значение площади, то есть выполнить компьютерное моделирование. При этом работа с компьютером не сводит ся к механическим операциям и предполагает углубленное знакомство со свойствами функций и приобретения навыков их интегрирования.

Информационные технологии при обучении математике выполняют две задачи. Во первых, они выступают как инструмент для усвоения математических знаний. С по мощью программ преподаватель более быстро и наглядно сможет продемонстрировать различные вычисления, а студент – лучше усвоить программный материал, а также проверить правильность выполнения предложенных заданий. Во-вторых, математиче ские знания помогают понять методику работы с тем или иным программным продук том. Это различные математические пакеты, текстовые редакторы, табличные процес соры, с помощью которых студент может оформить результаты практической работы, выполнить или проверить некоторые расчеты. Использование информационных тех нологий в процессе обучения математике связано не только с увеличением доли само стоятельной работы студентов в учебном плане, но и с переходом процесса обучения на новый этап развития, где преподаватель выступает не просто источником информа ции, но и организатором самостоятельной деятельности студентов.

1. Концепция развития математического образования в Российской Федерации от 24.12.2013г. № 2506-р УДК

ПРИМЕНЕНИЕ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В УЧЕБНОМ

ПРОЦЕССЕ ПО КУРСУ «НАЧЕРТАТЕЛЬНАЯ ГЕОМЕТРИЯ

И ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА»

Развитие новых технологий постоянно предъявляет все более жесткие требования к современному инженеру-конструктору. Уже давно остались в прошлом те времена, ко гда конструкторская документация полностью выполнялась вручную. За два послед них десятилетия информационные технологии коренным образом изменили принципы конструирования, ускорив при этом процесс разработки изделия, повысив его точность и надежность в десятки раз. Переворотом в проектировании стало применение в кон струировании трехмерной графики.

Российская система трехмерного твердотельного моделирования КОМПАС-3D все го за несколько лет из плоского чертежного редактора выросла во многофункциональ ную систему с собственным математическим ядром. Большим плюсом этой программы является поддержка как западных, так и отечественных стандартов. Кроме того, соб ственные ноу-хау в сфере трехмерного моделирования, удобный чертежно графический редактор, большое количество вспомогательных приложений делают проектирование не только быстрым и точным, но и приятным.

Применение в учебном процессе КОМПАС-3D повысило качественный уровень обучения и методических пособий. Вот некоторые примеры использования программы.

1. Использование параметризации трехмерных моделей.

При обучении начертательной геометрии студенты выполняют ряд самостоятельных работ по темам курса: проекции точки, прямой, плоскости;

способы преобразования проекций;

пересечение поверхностей. Задание по теме «Пересечение поверхностей»

заключается в построении линий пересечения поверхностей монолитного тела спосо бом вспомогательных секущих плоскостей (поверхностей). Выполнив задание «вруч ную», студент имеет возможность проверить свою работу с использование КОМПАС 3D, создав по размерам задания трехмерную модель монолитного тела и получив его проекции (рис. 1). Можно просмотреть различные варианты линий пересечения, изме няя взаимное расположение поверхностей, узнать координаты любой точки искомой линии.

Рис. 1. Пример варианта пересечения поверхностей 2. Моделирование деталей (рис. 2).

На уроках черчения должное место отводится формированию умения анализировать форму предмета, расчленять его на отдельные элементы, мысленно изготавливать де таль и производить ее обработку, т.е. формированию тех качеств, которые помогают учащимся овладеть умением читать чертежи. Одним из методов обучения является мо делирование. Применение КОМПАС-3D на уроках моделирования позволяет избежать неудобства традиционных занятий по моделированию. Создание 3d-модели вызывает большой интерес у обучающихся, т.к. содержит элемент творческого подхода, связан ный с умением расчленять, анализировать форму предмета. Определенный интерес вы зывает возможность создания основы чертежа из трехмерной модели.

Рис. 2. Примеры деталей, полученные 3D-моделированием 3. Моделирование деталей сборки;

моделирование сборки.

КОМПАС-3D ориентирован на создание моделей изделий любой сложности. Пакет содержит библиотеки стандартных конструктивных элементов и изделий. Параметри зация трехмерных моделей позволяет быстро получать типовые детали сборки на ос нове созданного прототипа. Для создания 3d сборки используем созданные ранее дета ли, задавая их взаимное положение. Для упрощения и ускорения разработки чертежей и сборок, содержащих типовые и стандартизованные детали (крепеж, пружины, под шипники, резьбовые отверстия, канавки, элементы электросхем, строительные кон струкции и т.п.) очень удобно применять готовые параметрические библиотеки.

Имеется возможность визуализации сборки в разобранном виде.

4. Элементы оформления машиностроительных чертежей.

Одной из самых сильных сторон КОМПАС-ГРАФИК является полная поддержка ЕСКД. Среди объектов оформления все типы шероховатостей, линий-выносок, обо значения баз, допусков формы и расположения поверхностей, линии разреза/сечения, стрелки направления взгляда, штриховки, тексты, таблицы.

5. Составление презентаций.

В качестве методических пособий по начертательной геометрии удобно применять презентации с анимацией. Например, для уже упомянутой темы «Пересечение поверх ностей», мною составлена презентация, в которой поэтапно отражено построение ли нии пересечения двух кривых поверхностей способом секущих плоскостей.

Элементы анимации, такие как медленное появление с определенной стороны, ми гание, выход и др. оживляют стационарные рисунки, создавая эффект участия при по строении.

Интерактивный режим самостоятельного просмотра также помогает освоению мате риала.

Применение инновационных технологий дает новые возможности организации и проведения занятий по начертательной геометрии и инженерной графики, значительно улучшает качество методических пособий.

УДК 004. действительный член Международной Академии Информатизации при ООН, веду кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник

ПРОБЛЕМА ИНТЕГРАЦИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМ

В ЛЕЧЕБНЫХ УЧРЕЖДЕНИЯХ

За последнее десятилетие в Российской Федерации накоплен значительный опыт разра ботки и внедрения информационных систем (ИС), используемых в работе медицинских ле чебно-профилактических учреждений (ЛПУ) и управлении здравоохранением на различ ных уровнях. Разработанные системы находят применение в области автоматизации лабо раторных исследований, консультативной вычислительной диагностики и выбора лечебной тактики, контроля за состоянием пациентов в лечебных отделениях и отделениях интен сивной терапии, при проведении профилактических осмотров и т.п.

В настоящее время активными темпами идет процесс объединения информации в единые электронные базы, и Россия, следуя международному опыту, по мере возмож ности подключает к данной системе медицинские учреждения по всей стране. При этом большая часть усилий прилагается в сферах интеграции на федеральном и регио нальных уровнях, а проблемам глубокой информатизации ЛПУ уделяется гораздо меньшее внимания.

Следствием развития рыночных отношений, с одной стороны, и децентрализации управления, с другой, является свобода выбора лечебными учреждениями в реализа ции ресурсов здравоохранения на рынке медицинских технологий, медицинской и вы числительной техники. Это обстоятельство, а также отсутствие единой методологиче ской базы и этапности построения единого отраслевого информационного простран ства, нерешенность вопросов стандартизации и интеграции с международными стан дартами, приводит, как правило, к тому, что в рамках конкретного лечебного учрежде ния в течении длительного времени функционируют различные специализированные компьютерные системы, созданные различными коллективами разработчиков и адап тированные к решению различного круга задач. В связи с интенсификацией реформ в здравоохранении на государственном уровне, с постоянными изменениями в формах отчетности со стороны государственных структур, а также с серьезными сложностями в процессе принятия решений на всех уровнях управления работой ЛПУ, возникает ак туальная задача- необходимость интеграции функционирующих в ЛПУ компьютер ных систем в единый комплекс.

С другой стороны, озвученные на заседании «круглого стола» в Совете Федерации по актуальным вопросам модернизации здравоохранения регионов России планы Пра вительства РФ в ближайшие два года направить на внедрение медицинских информа ционных технологий 29 миллиардов рублей, активизировали ведущих разработчиков и поставщиков комплексных решений по информатизации здравоохранения на внедре ние своих медицинских информационных систем (МИС) в лечебных учреждениях, в которых уже имеется длительный опыт эксплуатации компьютерных программ, при способленных к нуждам этих конкретных учреждений и хорошо зарекомендовавших себя за длительных период эксплуатации. Как правило, вновь внедряемые МИС пред ставляют собой определенный набор средств интеграции с ограниченным набором прототипов реализации базовых функций, которые необходимо дорабатывать под нужды каждого конкретного ЛПУ. Такая доработка представляет собой сложную дол говременную и затратную задачу. Более того, одним из главных принципов при созда нии ИС здравоохранения должен быть принцип защиты инвестиций, то есть макси мально возможного использования существующих ИТ-инфраструктуры и информаци онных систем, их модернизации и постепенной замены. И в этом случае встает акту альная проблема интеграции, возможно, временной, внедряемой МИС с набором так называемых, унаследованных компьютерных систем с накопленными за многие годы их эксплуатации информационными ресурсами и отлаженным алгоритмическим наполнением.

Таким образом, перед медицинскими учреждениями все более остро встает проблема интеграции и взаимодействия множества созданных информационных систем. Особенно критична эта проблема для программных систем, в том числе унаследованных, используе мых как на тактическом, так и на стратегическом уровнях прогнозирования, планирования и управления лечебно-диагностическим процессом в лечебном учреждении.

Сложность решения этой проблемы определяется прежде всего тем, что компьютер ные системы в лечебном учреждении функционируют, как правило, в условиях ин формационной и реализационной неоднородности, распределенности и автономности информационных ресурсов. Информационная (семантическая) неоднородность ресур сов заключается в разнообразии их прикладных контекстов: используемых онтологи ческих средств - понятий, словарей;

отображаемых реальных объектов, составляющих «поверхность соприкосновения» различных объектов в информационных системах;

семантических правил, определяющих адекватность совокупностей моделируемых объектов реальности;

моделируемых деятельностей;

видов данных, способов их сбора и обработки;

интерфейсов пользователей. Реализационная неоднородность источников проявляется в использовании разнообразных компьютерных платформ, средств управ ления базами данных, моделей данных и знаний, средств программирования и опер а ционных систем.

Решение задачи интеграции лежит в русле современной интенсивно применяемой технологии создания открытых систем - технологии интероперабельных систем, под которой, как правило, понимается реализация обмена данными между информацион ными системами и обеспечения полной автоматической интерпретации принимающей системой смысла передаваемой информации. Эта технология привела к выделению нового архитектурного слоя - информационной архитектуры систем, определяющей способность совместного использования (интероперабельности) компонентов (инфор мационных ресурсов) для решения задач. Этот слой расположен обычно над сетевой архитектурой, являющейся необходимой предпосылкой такой совместной деятельно сти компонентов, обеспечивающей их взаимосвязь.

Для реализации семантической интероперабельности необходимо, как минимум, решить следующие задачи:

Организовать единое информационное пространство.

Разработать неизбыточное сопоставимое описание одних и тех же сущностей, отношений и процессов предметной области в различных функциональных информа ционных системах.

Обеспечить совместимость, целостность, непротиворечивость описания и реали зации общих частей предметной области: структуры данных и методов обработки, а также и самих данных в хранилищах разных систем.

Создать механизмы синхронизации по времени и данным информационного пространства, и, как следствие, обеспечить достоверность обрабатываемой и передава емой информации, создать единое достоверное информационно-функциональное про странства и средства эффективного адекватного управления этим пространством.

Для обеспечения семантической интероперабельности необходимо создать единое целостное адаптивное информационно-функциональное управленческое пространство, ориентированное на совместную взаимосвязанную коллективную работу пользовате лей. Задача состоит в том, чтобы эффективно устранить избыточность в интегрируе мых информационных системах, вызванной многократным дублированием описаний идентичных объектов и процессов предметной области.

Парадигма решение этой задачи состоит в создании Единой модели Базы знаний – формальной модели описания лечебно-диагностического процесса, являющейся сре дой для интеграции разнородного специализированного программного обеспечения.

Использование Единой модели Базы знаний приводит к выделению нового архитек турного слоя - информационной архитектуры интегрируемых систем, определяющей способность совместного использования, совместной деятельности или интеропер а бельности компонентов (информационных ресурсов) для решения задач. Целью выде ления этого слоя является создание согласованной информационной архитектуры, опирающейся на теорию и практику объектных технологий и общедоступные для ин тероперабельности спецификации интерфейсов информационных ресурсов. Такая ар хитектура должна обеспечивать повторное использование компонентов, их интеропе рабельность и мобильность.

Использование Единой модели Базы знаний направлено не только на обеспечение интеграции информационных систем. Оно позволит обеспечить непрерывный процесс формирования, уточнения требований и конструирования программного комплекса в процессе его эксплуатации, а также обеспечит возможность реализации механизмов пошаговой «бесшовной» миграции и эволюционного замещения унаследованных си стем в новые системы, соответствующие новым требованиям технологии.

Рассматриваемая проблематика весьма актуальна в ФГБУ «Российский научный центр рентгенорадиологии» Минздрава России и является предметом серьезного мето дологического изучения в группе госпитального регистра и информационных техноло гий, а так же в рамках научно-организационного отдела Цента. Развитие этих подхо дов позволит создать конструктивную основу для интеграции как унаследованных си стем, которые требуется связать с вновь создаваемыми, так и для проектируемых баз данных, в которых необходимо предусмотреть возможности реализации взаимодей ствия с другими ИС в перспективе, при изменении требований к ним.

УДК 530.145, 539.196.

ОПИСАНИЕ КОЛЕБАТЕЛЬНОЙ ДИНАМИКИ МОЛЕКУЛ

ПОД ДЕЙСТВИЕМ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В РАМКАХ МЕТОДА

ИНТЕГРИРОВАНИЯ ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫХ ФУНКЦИОНАЛОВ

1. Актуальными в настоящее время являются исследования различных нелинейных процессы в сложных многоуровневых квантовых системах (наносистемах, молекулах, атомах), взаимодействующих с интенсивным электромагнитным полем такие как мно гофотонные осцилляции Раби [1], многофотонные фотодиссоциация [2] и фотоэффект [3]. Большой резонанс в научном сообществе произвел совместный российско германский научный проект по изучению фотоионизации благородных газов [4]. В данной работе под действием интенсивного лазерного излучения наблюдался гигант ский резонанс в фотоионизации атома ксенона по сравнению с другими атомами инертных газов, что не находит объяснения в рамках стандартной теории возмущений.

Авторы данной статьи полагают, что для объяснения полученных результатов необхо димо учесть конфигурацию стационарных уровней ксенона и найти метод описания процесса фотоионизации вне рамок теории возмущений.

В рассмотренных процесах принципиальным является использование мощного лазерного поля для воздействия на исследуемую многоуровневую квантовую систему, поэтому ее описание в низших порядках теории возмущений является некорректным.

В связи с этим возникает задача построения непертурбативных подходов для описания динамики квантовых переходов многоуровневых систем, взаимодействующих с интен сивным электромагнитным полем.

В данной работе, в рамках разработанного авторами метода интегрирования дей ствительных функционалов [5-8] в формализме интегрирования по траекториям [9] и метода функционала влияния [9,10] проведено описание непертурбативной колеба тельной динамики молекулы фтористого водорода (HF) под действием лазерных им пульсов с различными характеристиками (форма, длительность) за рамками прибли жения вращающейся волны.

2.Рассмотрим многоуровневую квантовую систему, гамильтониан которой H syst определяет ее стационарные состояния | n с энергиями En Исследуем поведение системы при взаимодействии с переменным электромагнит ным полем, которое линейно поляризовано и имеет частоту. Полный гамильтониан системы H full имеет вид:

где H syst - оператор Гамильтона квантовой наносистемы (атомов, молекул);

ния фотонов данногоэлектромагнитного поля;

- гамильтониан взаимодействия исследуемой квантовой подсистемы и электромаг нитного поля в дипольном приближении, где электромагнитное поле поляризовано вдоль оси x ;

x - оператор координаты частицы квантовой системы;

константа взаимо действия g определяется выражением где q – заряд частицы квантовой системы, 0 – диэлектрическая проницаемость ва куума, V – объем квантования электромагнитного поля.

Вероятность квантовых переходов исследуемой многоуровневой квантовой системы под действием лазерного поля излучения можно представить в виде функционального интеграла от действительного функционала – косинуса разности действий вдоль траек торий исследуемой квантовой системы в пространстве ее энергетических состояний [8]:

cos[S[nK 1, nK, xK ;

...x1;

n1, n0, x0 ] S[mK 1, mK, yK ;

... y1;

m1, m0, y0 ]] (*) с условием nK 1 mK 1 m, n0 m0 n, действие в энергетическом представлении ветствующего перехода, d n n – дипольный момент квантового перехода.

3. Одним из наиболее важных с точки зрения практики аспектов исследования вза имодействия вещества и излучения является изучение возможности селективного воз действия на исследуемые объекты – атомы, молекулы, наносистемы и др. Доказатель ством возможности селективного возбуждения атомов и молекул в поле инфракрасно го лазерного излучения послужили экспериментальные исследования В.С. Летохова [11].

Разработанный в работах [5-8] метод интегрирования действительных функциона лов позволяет проводить компьютерное моделирование непертурбативной динамики молекул под действием лазерного излучения вне рамок приближения вращающейся волны.

На основе формулы (*) проведено численное вычисление вероятностей квантовых переходов молекулы фтористого водорода (HF) под действием лазерного излучения.

Молекула фтористого водорода моделировалась с помощью потенциала Морзе, ис пользовались параметры из базы данных [12].На исследуемую молекулу воздействовал лазерный импульс, напряженность которого имеет вид E(t ) E0 (t )Cos(t ), где E0 (t ) E0 exp[ го излучения, – величина, характеризующая распределение величины поля во вре мени.

Рис. 1. Зависимость вероятностей наблюдения молекулы HF в различных квантовых состояниях от времени под действием лазерного импульса Из анализа графиков, представленных на рисунках 1, 2, следует, что при воздей ствии лазерных импульсов с различными характеристиками наблюдается возбуждение различных колебательных состояний молекулы HF.

В работе [13] проведено вычисление вероятностей квантовых переходов молекулы HF под действием лазерных импульсов более низких интенсивностей, при которых наблюдался четырех-фотонный резонанс и соответствующий ему резонансный пере ход из основного состояния в четвертое возбужденное.

Рис. 2. Зависимость вероятностей наблюдения молекулы HF в различных квантовых состояниях от времени под действием лазерного импульса 4. Метод функционального интегрирования действительных функционалов позволяет проводить непертурбативные исследования динамики молекул под действи ем лазерных импульсов вне рамок приближения вращающейся волны. Разработанный метод может быть использован для создания схем управления квантовыми переходами молекул под действием лазерных импульсов, что представляет интерес в физике моле кул.

1. He Y.L., Han J.N. Multiphoton Rabi oscillations of a ringlike three-level system// Phys. Rev. A, 2012, 85, 043415.

2. Antoine R., Doussineau T., Dugourd P., Calvo F. Multiphoton dissociation of macromolecular ions at the single-molecule level // Phys. Rev. A, 2013, 87, 013435.

3. Florescu V., Budriga O., Bachau H. Two-photon ionization of hydrogen and hydrogenlike ions: Retardation effectson differential and total generalized cross sections// Phys. Rev. A, 2012, 86, 033413.

4. Richter M., Amusia M.Ya., Bobashev S.V., Feigl T., Juranic P.N., Martins M., Sorokin A.A., Tiedtke K. Extreme Ultraviolet Laser Excites Atomic Giant Resonance // Phys.

Rev. Lett., 2009, 102, 163002.

5. Бирюков А.А., Шлеенков М.А. Функционалы влияния квантового электромаг нитного поля// Теоретическая физика, 2011, 12, 28-49.

6. Бирюков А.А., Шлеенков М.А. Описание динамики наносистем методом функ ционала влияния // Наносистемы: физика, химия, математика, 2012, 3(1), 42-50.

7. Бирюков А.А., Шлеенков М.А. Функциональный метод описания динамики квантовых систем, взаимодействующих с электромагнитным полем // Изв. Самарского научного центра РАН, 2013, т. 15, №4, с. 140-144.

8. Бирюков А.А., Шлеенков М.А. Вычисление вероятностей переходов квантовой системы путем интегрирования вещественных функционалов // Теоретическая физика.

– 2012. – № 13. – С. 9-43.

9. Фейнман Р., Хибс А. Квантовая механика и интегралы по траекториям, Мир, М., 1968, 382 с.

10. Feynman, R.P. and Vernon, F.L. The theory of a general quantum system interacting with a linear dissipative system // Ann. Phys. (N.Y.), 1963, 24, 118-173.

11. Летохов В.С., Макаров А.А. Многоатомные молекулы в сильном инфракрас ном поле // УФН. – 1981. – Т. 134. – Вып. 1. – С. 45-91.

12. NIST Computational Chemistry Comparison and Benchmark Database URL: http://cccbdb.nist.gov/ (дата обращения 10.12.2013).

13. Topu, T. Multiphoton population transfer between rovibrational states of HF: adia batic rapid passage in a diatomic molecule / T.Topu,F.Robicheaux // J. Phys. B: At. Mol.

Opt. Phys. 43 205101 (9pp).

УДК 539.

ОЦЕНКА ШИРИНЫ ЗАПРЕЩЕННОЙ ЗОНЫ СВОБОДНОВИСЯЩЕЙ

ОКСИД - ГРАФЕНОВОЙ БУМАГИ

Нанотехнологии – это технологии 21 века. И та страна, которая будет их внедрять, станет лидером XXI века.

В настоящее время развитие нанотехнологий создает прорыв, который способен привести к технической революции и преобразованию не только промышленности, но и всей социальной жизни.

Новый материал, так называемая графеновая бумага, – это пластина из слоёв графе на. Сообщается об антибактериальной способности двух производных графена, дис пергированных в воде: нанолистов оксида графена и восстановленного оксида графена.

Такие наноматериалы на основе графена могут эффективно подавлять рост бактерий кишечной палочки, показывая минимальную цитотоксичность [1, с. 4317–4323].

Оксид-графеновая бумага используется для создания защитных слоев, химических фильтров, компонентов электрических батарей и суперконденсаторов, электронных и оптоэлектронных компонентов [2, с. 20–29]. Медные нанокубики, посаженные на графеновую бумагу используются для создания разности потенциалов в топливных элементах в виду их высокой каталитической активности [3, с. 7719–7725 ].

Открываются всё новые возможности приложений производных из графена – гибкие биосенсоры [4, с. 2487–2494], биоразлагаемые нанокомпозиты [5, с. 421– 427], графеновые чернила [6, с. 2992-3006], сорбенты для очистки воды.

Недавние работы показали, что оксид графена может быть использован строитель ным блоком для новых приложений в бумагоподобных материалах, композитах, запо минающих устройствах [7, с. 2804-2809]. Обнаружено, что листы оксида графена могут быть уложены в бумагоподобный материал под направленным потоком. Расстояние между слоями оксид- графеновой бумаги составляет, примерно, 0,83 нм [8, с. 457-460].

Оксид графена обладает свойствами полупроводника. Согласно [9, с. 67-71], ширина запрещенной зоны оксида графена равна 3,2 эВ.

Целью данной работы является оценка ширины запрещенной зоны свободновися щей оксид-графеновой бумаги (ОГ- бумаги).

При этом навеску в 1 г графита Aldrich окисляли модифицированным методом Хам мерса [10, с. 1339]. Далее, окисленный графит подвергали воздействию ультразвука в течение 1 часа. Затем, емкость с отслоенным оксидом графена оставляли в покое в те чение 10 минут, при этом крупные частицы под действием силы тяжести в поле тяго тения земли опускались на дно емкости. Окисленную смесь из верхней части емкости переносили в воронку Бюхнера с бумажным фильтром и подвергали вакуумному фильтрованию через колбу Бунзена с помощью водоструйного насоса. После неодно кратного промывания деионизованной водой получали водную суспензию оксида гра фена (ОГ). Свободновисящую ОГ- бумагу, толщиной около 1 мкм, диаметром 30 мм получили с использованием мембранного фильтра Anodick. Вид полученной ОГ- бума ги, находившейся 3 месяца на свету в комнате с температурой около 22 С о, приведен на рисунке 1.

ОГ- бумага имела темно коричневый цвет. На спектрофотометре 2804 UV/VIS (UNICO) было проведено измерение поглощения и пропускания ОГ- бумаги. Эти кри вые приведены на рис. 2. Видно, что ОГ- бумага имеет сильное поглощение в ультра фиолетовой области спектра. Пропускание света в области 400 нм спадает почти до 0%.

На рисунке 3 приводится зависимость оптической плотности D ОГ-бумаги от длины волны.

Рис. 3. Зависимость оптической плотности D ОГ- бумаги от длины волны.

Интерполирование линейной части кривой оптической плотности прямой линией до пересечения с осью абцисс дает длину волны 540нм, при которой начинается отно сительно резкое увеличение оптической плотности. Из величины этой длины волны можно оценить ширину запрещенной зоны по формуле Еg=hc/, что дает Еg2,3эВ.

Полученная величина ширины запрещенной зоны меньше, чем величина, приведенная в работе [9]. Это может быть объяснено как различием условий получения ОГ- бумаги, так и частичным восстановлением, исследованной нами бумаги, в результате длитель ного нахождения на свету.

Выражаем благодарность профессору Института естественных наук СВФУ Федосе евой Валентине Ивановне за помощь в работе.

1. W. Hu, Ch. Peng, W. Luo, M. Lv, X. Li, D. Li, Q.Huang and Ch. Fan. Graphene BasedAntibacterialPaper. ACSNano, 4, NO. 7. 4317–4323 (2010) 2. Pitkethly, M. J. Nanomaterials—the driving force. Nanotoday 7, 20–29 (2004).

3. H. Gao, Y. Wang, F. Xiao, C. B. Ching, and H. Duan. Growth of Copper Nanocubes on Graphene Paper as Free-Standing Electrodes for Direct Hydrazine Fuel Cells, J. Phys.

Chem. C, 2012, 116 (14), pp 7719–7725.

4. F.Xiao, Y. Li, X. Zan, K. Liao, R. Xu, H. Duan. Growth of Metal–Metal Oxide Nanostructures on Freestanding Graphene Paper for Flexible Biosensors. Adv. Funct. Mater., V.22, 2487–2494, ( 2012) 5. Ch.Li, J. Adamcik, R. Mezzenga. Biodegradable nanocomposites of amyloid fibrils and graphene with shape-memory and enzyme-sensing properties. Nature Nanotechnology 7, 421–427 (2012) 6. F. Torrisi, T. Hasan, W. Wu, Z. Sun, A. Lombardo, T. Kulmala, G. W. Hshieh, S. J.

Jung, F. Bonaccorso, P. J. Paul, D. P. Chu, A. C. Ferrari. Inkjet-printed graphene electronics.

ACS Nano, 6. pp. 2992-3006, (2012) 7. Y. Su, H. Wei, R. Gao, Z. Yang, J. Zhang, Z. Zhong, Y. Zhang. Exceptional negative thermal expansion and viscoelastic properties of graphene oxide paper, Carbon 2012, 50, 2804-2809.

8. D. A. Dikin, S. Stankovich, E. J. Zimney, R. D. Piner, G. H. B. Dommett, G.

Evmenenko, S.B.T. Nguyen & R. S. Ruoff. Preparation and characterization of graphene ox ide paper / Nature 448, 457-460(2007) 9. А.Е. Алексенский, П.Н. Брунков, А.Т. Дидейкин, и др. Однослойные пленки ок сида графена на поверхности кремния. Журнал технической физики, 2013, том 83, вып.

11, с.67- 10. Hummers, W. S. &Offeman, R. E. Preparationofgraphiteoxide.J. Am. Chem. Soc. 80, 1339 (1958).

УДК 378.3, 001. Е.Н. Величко, В.В. Давыдов, А.Ю. Карсеев, А.В. Черемискина Санкт – Петербургский государственный политехнический университет

ПЕРСПЕКТИВЫ И ПРОБЛЕМЫ УСПЕШНОГО РАЗВИТИЯ

ФИЗИЧЕСКИХ НАУК В РОССИИ

Развитие физических наук и, как следствие, технический прогресс в России возмож ны лишь при условии успешного функционирования системы подготовки кадров выс шей квалификации. Без хорошо подготовленных специалистов развитие современной науки невозможно. Поэтому неотъемлемой частью развития науки является повыше ние качества высшего образования и привлечение в науку грамотных специалистов. В данной работе приводится анализ состояния проблемы привлечения молодых ученых в науку в Санкт-Петербургском государственном политехническом университете.

Исторически Санкт–Петербургский государственный политехнический университет (СПбГПУ) считается одним из лучших технических вузов России [1,2]. Особые успехи вуза отмечались в период с 1970-х по 1992 г., когда ЛПИ им. М.И. Калинина входил в число 20-ти лучших университетов мира. В последние годы статус вузов России в ми ровых рейтингах снизился, и перед университетами стоит задача вновь занять достой ные позиции в списках ведущих университетов мира.

Одним из путей повышения заинтересованности молодого поколения в том, чтобы остаться в науке и работать в России является активное финансирование перспектив ных проектов студентов и молодых ученых. В СПбГПУ для увеличения числа моло дых исследователей и поддержки развития научных исследований проводится много различных конкурсов, объявляются гранты правительства Санкт-Петербурга и Россий ской Федерации. Такие мероприятия повышают заинтересованность студентов и моло дых ученых в развитии своих идей и научных проектов, в результате чего за последние 4 года количество молодых ученых СПбГПУ, победивших в различных конкурсах, неуклонно растет (табл. 1). Уменьшение количества призеров по субсидиям в 2013 го ду связано с сокращением объема финансирования и количества призеров конкурса.

Студенты и молодые ученые СПбГПУ, ставшие победителями различных конкурсов и грантов в 2010–2013 гг.

№ Наименование конкурса ную работу для студентов и ас пирантов.

лодых кандидатов и докторов аспирантов сти научной и инновационной деятельности для молодых уче академических институтов, расположенных на территории Санкт-Петербурга академических институтов, расположенных на территории Санкт-Петербурга молодым кандидатам наук ву зов и академических институ тов, расположенных на терри тории Санкт-Петербурга Однако даже при положительной динамике повышения количества участников и призеров конкурсов среди студентов и молодых ученых, успехи можно отметить, в ос новном, в достаточно узких направлениях исследований. По мнению авторов, одними из основных причин данной ситуации являются слабая интеграция науки в производ ство и отсутствие финансовой поддержки руководителей успешных студентов.

Раньше Политехнический институт отличало то, что научные исследования были нераз делимы с их практическим внедрением на производственных предприятиях. А после разва ла и ликвидации ряда отраслевых НИИ, через которые размещались заказы и внедрялись результаты исследований, связь науки с производством стала значительно ниже. В совре менных условиях научный коллектив имеет мало возможностей довести свою работу до внедрения, так как, в основном, работы направлены на решение узкой задачи, и крупные предприятия не заинтересованы вкладывать деньги с небольшие разработки. При отсут ствии внедрения результатов работы у молодых ученых нет удовлетворения своим трудом, нет дополнительного финансирования, нет соприкосновения с современными технология ми, которые используются при практическом внедрении результатов исследований. Все это ведет к отставанию в областях научно–технического прогресса и распространению пред ставленных проблем не только в прикладной, но и в фундаментальной науке.

Второй проблемой является то, что основная часть конкурсов направлена на под держку студентов и молодых ученых до 35 лет. А ведь большая часть разработок и о т крытий приходится на научных деятелей среднего возраста, без которых студенты не смогли бы подготовить свои проекты. При этом ученые среднего возраста (35 – 55 лет), имеющие опыт и знания, имеют значительно меньше возможностей для финансовой поддержки своих разработок. Стоит отметить, что когда рейтинг нашего вуза был несравнимо выше, именно на ученых возрастной категории с 35 до 50 лет приходилось более 85 % всех открытий и разработок мирового уровня. Поэтому важной составля ющей успешного развития наук в России является поддержка не только молодежи, но и ученых среднего возраста.

Безусловно, существует ряд и других проблем, не способствующих научному про грессу. Но решение озвученных в данной работе проблем в сфере высшего образова ния, по мнению авторов, позволит привлечь в физические науки талантливых ученых молодого и среднего возраста. Что, в свою очередь, приведет к успехам в развитии фи зических наук в России.

1. Давыдов В.В., Величко Е.Н. Квантовая электроника – одно из приоритетных направлений для прорыва в фундаментальной и прикладной науке // Сборник трудов VII Санкт-Петербургского конгресса «Профессиональное образование, наука, иннова ции в ХХI веке», 27-28 ноября 2013 года, Санкт-Петербург. С. 101-104.

2. Программа «5 в 100», интернет ресурс (http://www.spbstu.ru/f2h/index.asp).

© В.В. Давыдов, Е.Н. Величко, А.Ю. Карсеев, А.В. Черемискина, УДК 530.

ПРЕПОДАВАНИЕ ОБЩЕЙ ФИЗИКИ В ТЕХНИЧЕСКОМ ВУЗЕ:

АКСИОМЫ И ТЕОРЕМЫ ФИЗИКИ

… даже математики считают, что их науке нужно учить по-другому. А уж о физике и говорить нечего… Было бы дико сначала рассказывать школьникам «для простоты», что Земля плоская, а потом, как открытие, сообщать о ее шарообразности. А так ли да лек от этого абсурдного примера тот путь, по которому будущие специалисты входят в современный мир идей теории относительности и квантов?

В блоке общенаучных предметов, преподаваемых в технических вузах, общая физи ка занимает ведущее положение – она рассматривается как отправная точка освоения и других естественных наук, и специальных дисциплин, а знание универсальных физи ческих законов считается необходимым условием понимания учащимися втузов глу бинного содержания прикладной проблематики и залогом их творческой работы по из бранным специальностям в будущем. Тем не менее, сомнения по поводу традиционно используемых способов введения студентов в мир современной физики, столь точно и остроумно обозначенных профессором Я. А. Смородинским примерно полвека тому назад, отнюдь не изжиты.

Учебные планы втузов по общей физике, в лучшем случае, предусматривают чте ние всего лишь 40 – 60 лекций. Приблизительно сточасовой лекционный курс в не сколько раз уступает по объему любому рекомендуемому для втузов учебнику, например, многотомному «Курсу общей физики» И. В. Савельева. Однако избыточ ную полноту рекомендуемых учебников нельзя расценивать как их существенный недостаток. Дело в том, что во всех этих изданиях не уделяется должное внимание иерархии физических законов;

как следствие, лекционные курсы, представляющие собой сокращенное изложение известных учебников, «рассыпаются» на слабо свя занные друг с другом разделы, и значимость физики в качестве идейной основы естественных и технических наук заметно снижается. Эффективно использовать знания основополагающих физических законов для объяснения закономерностей частного порядка вряд ли возможно, если эти знания не систематизированы, если у будущих инженеров и технологов отсутствуют навыки дедуктивного мышления;

между тем, и сама по себе физика как наука может дать множество примеров логи ческих переходов от общего к частному.

Существующая иерархия физических законов, которая, по моему мнению, должна закладываться в фундамент втузовских программ по общей физике, состоит в следую щем: некоторые из этих законов – аксиомы – обобщают результаты огромного количе ства наблюдений, опираются только на опыт и обладают наивысшей универсально стью;

другие (теоремы) логически следуют из таких истинно фундаментальных зако номерностей;

третьи оказываются выполнимыми для сравнительно узкого круга объ ектов в специфических условиях. Соответственно, в лекциях по физике в технических вузах основное внимание слушателей должно привлекаться к физическим аксиомам и математически строгим доказательствам физических теорем;

повторение студентам то го, что они слышали в школе, и в той же последовательности, мало чего добавляет к их знаниям и никаким образом не позволяет привести эти знания в разумно упорядочен ную систему.

Следует отметить, что внутреннее единство физики и математики есть объективная реальность. Как и математика, физика – наука точная, в ней используются однознач ные определения терминов, исследуются свойства физических моделей (идеальных тел), которые заменяют реальные объекты при строго определенных условиях и пове дение которых предсказывается с математической точностью. Здесь уместно процити ровать еще одного замечательного физика – нобелевского лауреата Р. Фейнмана:

«Объяснить человеку законы природы так, чтобы он почувствовал их красоту, можно лишь тогда, когда он обладает достаточно глубокими познаниями в математике. Как ни жаль, но это именно так».

Рассуждая логически, не трудно придти к выводу, что лекционные курсы по общей физике в техническом вузе требуется составлять по тому же плану, которому подчи няются учебники по математике:

в них необходимо выделять обобщающие опыт фундаментальные законы, глубинные причины наблюдаемых явлений (аксиомы {A});

закономерности, не имеющие столь фундаментального характера, нужно рас сматривать как теоремы {Т} и доказывать их;

для доказательства того, что заключение Т n есть следствие утверждений Ai,Aj,…,Tm,…, следует применять адекватный математический аппарат.

О выборе системы аксиом следует сказать особо. Он определяется, с одной стороны, уровнем наших знаний об окружающем мире и, с другой стороны, возможностью вос приятия этих знаний первокурсниками современного втуза.

Несмотря на бросающееся в глаза бесконечное разнообразие физических объектов, все они так или иначе взаимодействуют и обладают корпускулярно-волновой двой ственностью. Поэтому в системе {A} обязательно должны присутствовать законы со хранения, второй закон динамики материальных точек, принцип корпускулярно волнового дуализма и соотношения неопределенностей канонически сопряженных ве личин. Неотъемлемые элементы совокупности аксиом – принцип относительности и постулат Эйнштейна о постоянстве скорости распространения электромагнитных волн;

эти аксиомы, объединяющие релятивистскую и классическую механику, выражают количественные закономерности, присущие таким философским категориям, как про странство и время. Основные законы молекулярной физики и термодинамики (цен тральные положения молекулярно-кинетической теории, принцип возрастания энтро пии), электромагнетизма (уравнения Максвелла), атомной и ядерной физики (уравне ния Планка и Шредингера, принцип Паули) также, несомненно, в число аксиом общей физики входят. А, например, уравнение состояния идеального газа, закон Кулона, за кон периодичности свойств химических элементов представляют собой теоремы, спра ведливость которых доказывается, исходя из принятых аксиом.

По мере накопления знаний о фундаментальных свойствах материи в совокупность физических аксиом в дальнейшем могут вноситься изменения – при незыблемости са мой идеи аксиоматизации общей физики.

1. Физическая энциклопедия в 5 томах, ред. А. М. Прохоров. М.: Большая Россий ская энциклопедия, 1988-1999.

2. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике в 10 томах.

М.: Мир, 1965-1967.

3. Савельев И. В. Курс общей физики в 3 томах. М.: Наука, 1970.

4. Виноградов Е. Л. Аксиомы и теоремы физики. СПб: ИПЦ СПГУТД, 2006, 332 с.

УДК

СЛАБОНЕЛИНЕЙНОЕ СИНГУЛЯРНО ВОЗМУЩЁННОЕ ДИФФЕРЕНЦИ

АЛЬНО-ОПЕРАТОРНОЕ УРАВНЕНИЕ В КРИТИЧЕСКОМ СЛУЧАЕ

Настоящая работа является продолжением работы [1], в которой было построено формальное асимптотическое разложение (далее ФАР) по малому параметру решения следующей начальной задачи:

где - линейный оператор, действующий по переменной в соответствующем пространстве, имеющий однократное нулевое собственное значение.

ФАР решения задачи (1), (2) в [1] было найдено в виде суммы функции всплеска, пограничной функции и остаточного члена где переменные описаны ниже и в [1]. В [1] также было отмечено, что, хотя уравнение (1) имеет гиперболическую дифференциальную часть, некоторые члены асимптотики описываются параболическими уравнениями.

В данной работе задача (1), (2) обобщена на нелинейный случай добавлением малого слагаемого к правой части уравнения:

нечно дифференцируема. На задачу (4), (2) наложен тот же набор необходимых усло вий, что и в [1].

Цель данной работы – найти ФАР решения задачи (4), (2), схожей с задачей (1), (2) и являющейся её обобщением на нелинейный случай, с помощью алгоритма построения, используемого в [1]. ФАР решения задачи (4), (2) ищем в виде (3).

( ( ) ( ) ( )), а и - собственные функции (отвечающие однократным ных ( цию и представление (5) в исходное уравнение (4), после чего перейдя от перемен чаем уравнение Функция ищется в виде ряда по степеням :

Подставив (7) в выражение ( ) который можно переписать в более удобном виде где - известные функции своих аргументов. Подставив (7) и (8) в (6), выпишем уравнения для определения, приравняв коэффициенты при соответствующих степе нях слева и справа от знака равенства:

(( ) ) Отметим, что условие разрешимости для (91) выполняется лишь в случае. Для выполнения последнего наложим на задачу (4), (2) ещё одно усло вие:

Как и в работе [1] найдём решения (90) и (91) в следующих видах:

где - псевдообратный к оператор.

Выписав условие разрешимости для (92) подставив (10s0) и (10s1) в (11) и выполнив алгебраические преобразования, получим уравнение для Действуя аналогично, запишем функцию в виде ( - аналогично), после чего подставим эти выражения в уравнение разрешимости для и определим уравнения для последующих :

где - известная комбинация функций и их производных.

Получены выражения (10s 0), (10s1), (13) для функций и уравнения (12), (14) для определения функций, входящих в (10s0), (10s 1), (13). Начальные условия для опре деления (12), (14) и пограничные функции строятся аналогично работе [1].

Отметим, что добавление малой нелинейности к правой части уравнения незначи тельно меняет алгоритм построения ФАР решения, но приводит к существенному из менению уравнения (12) для определения нулевого члена функции всплеска, которое становится нелинейным. Это говорит и о существенном изменении свойств решения задачи (4), (2) по отношению к линейному случаю [1].

1. Заборский А.В., Нестеров А.В. Асимптотическое разложение решения сингуляр но возмущённого дифференциально-операторного уравнения в критическом случае – М.: Наука. Журнал «Математическое моделирование». Том 26. 2014 год. В печати.

2. Васильева А.Б., Бутузов В.Ф. Сингулярно возмущённые уравнения в критиче ских случаях – М.: Изд-во МГУ. 1978 год. 108 с.

543.424. *м.н.с. ** г.н.с. унтл «Графеновые нанотехнологии» к.РФиЭ, ФТИ,

ИССЛЕДОВАНИЕ МУЛЬТИГРАФЕНА МЕТОДОМ КОМБИНАЦИОННОГО

РАССЕЯНИЯ СВЕТА РАЗНЫХ ДЛИН ВОЛН

Графен представляет собой плоскость sp2-связанных атомов углерода, соединенных в гексагональную решетку. При комбинационном рассеянии света в спектре рассеян ного излучения наблюдаются спектральные линии, отсутствующие в спектре возбуж дающего света. Число и расположение этих линий определяется молекулярным стро е нием вещества. Известно, что графен идентифицируется двумя основными комбина ционными линиями G (~ 1582 см-1) и G’ (~ 2700 см-1). При разупорядочении решетки или на краю графеновой пленки появляется D линия (1350 см-1) [1, с. 54].

В работе исследовались мультиграфеновые пленки, полученные механическим рас слоением высокоориентированного пиролитического графита (ВОПГ) с помощью скотча [2, с. 667] и креппа (малярный скотч), а также электростатическим расслоением ВОПГ [3, с. 2]. В графите слои графена связаны между собой слабыми силами Ван-дер Ваальса. Для получения графеновых пленок электростатическим методом в настоящей работе на ВОПГ подается напряжение ~1кВ, при котором межслоевые связи разруша ются под воздействием электростатических сил отталкивания, и мультиграфен отрыва ется от исходного материала на кремниевую подложку.

С помощью оптического микроскопа было выявлено, что средние латеральные раз меры графеновых пленок достигали значений ~ 267 мкм, 84 мкм и 303 мкм для об разцов, полученных механическим расслоением скотчем, креппом и электростатиче ским методом, соответственно. При механическом расслоении креппом на поверхно сти подложки фрагментов графеновых пленок было больше, чем у образцов, получен ных скотчем. Метод электростатического расслоения отличался от предыдущих тем, что мультиграфеновые пленки часто получались в виде полос шириной ~5 мкм и дли ной ~30 мкм, находящихся в основном рядом с толстыми графитовыми чешуйками (рис.1). По данным атомно-силовой микроскопии толщины графеновых пленок полу чались в интервале от 2 до 10 нм.

Рис.1. Мультиграфеновые пленки, полученные механическим расслоением с по мощью скотча (а), креппа (б) и электростатических сил (в), соответственно. Фото графии были сняты при одном увеличении. Размерная шкала в левом верхнем углу равна 10 мкм Спектры комбинационного рассеяния света (КРС) получены на установке «Интегра спектра» (НТ-МДТ, Россия) с тремя лазерами с разными длинами волн. На рис.2 а, б, в представлены спектры КРС, полученные при возбуждении лазерами с энергиями 2, эВ (473 нм), 2,33 эВ (532 нм) и 1,96 эВ (632,8 нм), соответственно. Спектры снимались с одной области образца при трех энергиях лазера, размер пятна лазеров равнялся при мерно 1 мкм. На рис.2 г представлены спектры КРС от пленки, полученной скотчем, при трех энергиях лазера.

Инетнсивность, нормированная по G Рис. 2. Спектры комбинационного рассеяния света мультиграфеновых пленок, Рис. 2. Спектры комбинационного рассеяния света мультиграфеновых пленок, полученных скотчем (s), креппом (k) (k) и электростатическим методом при воз полученных скотчем (s), креппом и электростатическим методом (es) (es) при воз буждении лазерами с энергиями: а) 2,622,62(473 нм),нм), б) 2,33(532 нм)нм) и в) 1,96 эВ буждении лазерами с энергиями: а) эВ эВ (473 б) 2,33 эВ эВ (532 и в) 1,96 эВ (632,8 нм);

нм);

г) спектры КРС образца, полученного скотчем при трех энергиях лазера.

(632,8 г) спектры КРС образца, полученного скотчем при трех энергиях лазера.

Линия D увеличена в 4 раза.

Линия D увеличена в 4 раза.

Анализ спектров КРС показал, что что положение линииколеблется от 1578 до Анализ спектров КРС показал, положение линии G G колеблется от 1578 до -1см и ее ширина – от 14 до 18 см в зависимости от длины волны лазера. Для энергии см и ее ширина – от 14 до 18 см-1 в зависимости от длины волны лазера. Для энергии лазера эВ эВ положение линии G имеет значение 1585, а-1, а ширина см. Для - лазера 2,622,62 положение линии G имеет значение 1585 см-1см ширина ~17~17-1см. Для энергии лазера 2,33 эВ значение G линии равно 1587 см-1смшириной ~16~16 см для муль энергии лазера 2,33 эВ значение G линии равно 1587 с с шириной см-1 для муль тиграфена, полученного с помощью креппа и 1590 см-1см при той энергии лазера для для тиграфена, полученного с помощью креппа и 1590 при той же же энергии лазера остальных пленок, полученных другими методами. ДляДля энергии лазера равной 1,92 эВ остальных пленок, полученных другими методами. энергии лазера равной 1,92 эВ положение G линии равно 1580 с -1 с шириной см. Известно, что сдвиг положе положение G линии равно 1580 см-1смшириной ~15~15-1см. Известно, что сдвиг положе нияния пика G определяется температурой участка графена под лазером, чем мы и объяс пика G определяется температурой участка графена под лазером, чем мы и объяс няем колебания положения линии G вGисследованных мультиграфеновых пленках.

няем колебания положения линии в исследованных мультиграфеновых пленках.

Ширина линии которая связана с двукратно вырожденными оптическими фонон G, которая связана с двукратно вырожденными оптическими фонон Ширина линии G, ными модами в центре зоны Бриллюэна (Г точка), в основном определяется электр он- он ными модами в центре зоны Бриллюэна (Г точка), в основном определяется электр фононным взаимодействием. Типичное значение ширины линии G для графена, полу фононным взаимодействием. Типичное значение ширины линии G для графена, полу ченного механическим расслоением, составляет ~14~14-1см [4]. Как видно рис.рис.г 2 г ченного механическим расслоением, составляет см [4]. Как видно на на спектр мультиграфена содержит линию вызванную разупорядочением решетки спектр мультиграфена содержит линию D, графена. Существует зависимость расстояния между дефектами от отношения интен графена. Существует зависимость расстояния между дефектами от отношения интен сивностей линий D кD к G [4], которая описывается следующей эмпирической формулой сивностей линий G [4], которая описывается следующей эмпирической формулой дефектами в исследуемых пленках, и онооно получилось равным ~30-120 нм. Для пленок, дефектами в исследуемых пленках, и получилось равным ~30-120 нм. Для пленок, сделанных скотчем, это это расстояние является наименьшим и лежит в интервале30 до до сделанных скотчем, расстояние является наименьшим и лежит в интервале от от 48 нм. Наличие в образце дефектов отображается в спектре КРС также линией D’ на частоте ~1620 см-1, которая вносит свой вклад в общую ширину линии G. Вероятно, это вызывает уширение G линии до ~17 см-1 в исследованных образцах.

Когда энергия лазера EL увеличивается, то волновой вектор электрона k отдаляется от точки Дирака (K). В процессе двойного резонанса происходит рассеяние электрона на фононе с волновым вектором q и при этом происходит изменение величины волно вого вектора электрона: k+q. При увеличении энергии лазера происходит также уве личение значения волнового вектора фонона q. Таким образом, изменяя энергию лазе ра EL, можно исследовать дисперсию фононов. На рис.3 представлена зависимость по ложения линий D и G’ от энергии лазера. Оказалось, что линии D и G’ обладают за метной дисперсией. Для линии D мультиграфена, полученного электростатическим методом, величина дисперсии значительно меняется по сравнению с другими пленка ми (рис.3 а). Из данной зависимости можно вычислить величину волнового вектора q и скорость фононов [1].

Стоксов сдвиг, см Рис.3. Зависимость положения линий D (а) и G’ (б) от энергии лазера. Мульти графеновые пленки, полученные скотчем - s, крепом - k и электростатическим ме тодом – es.

Таким образом, линии КРС мультиграфена зависят от длины волны возбуждающего света. Положение линии G колеблется в зависимости от температуры участка мульти графена под лазером. Линии D и G’ обладают дисперсией, которая зависит от способа получения мультиграфеновой пленки. Сделана оценка расстояния между дефектами в мультиграфеновых пленках при помощи определения отношения интенсивностей ли ний D к G. Сделано предположение, что дефекты мультиграфена влияют на ширину линии G.

1. L.M. Malard et al. Raman spectroscopy in graphene // Physics Reports, vol. 473, 2009, P. 51- 2. Novoselov K.S. et al. Electric field effect in atomically thin carbon films // Science, vol. 306, 2004, P. 666- 3. Sidorov A.N. et al. Electrostatic deposition of graphene // Nanotechology, vol. 18, no.

12, 2007, P. 1- 4. L. G. Cancado et al. Quantifying Defects in Graphene via Raman Spectroscopy at Dif ferent Excitation Energies // Nano Lett., vol. 11, 2011, P. 3190– УДК 538. Хакасского государственного университета им. Н.Ф. Катанова

ПОВЕДЕНИЕ КРИТИЧЕСКОГО ИНДЕКСА АНОМАЛЬНОЙ

ДИФФУЗИИ В ПЕРКОЛЯЦИОННОЙ МОДЕЛИ

Моделирование является общепризнанным средством познания действительности и со ставляет неотъемлемую часть современной фундаментальной и прикладной науки. Этот процесс состоит из трех больших этапов: разработки модели, анализа разработанной моде ли и переноса полученной информации на подлинный объект исследования [1].



Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |   ...   | 12 |
 




Похожие материалы:

«Администрация Алтайского края Главное управление экономики и инвестиций Алтайского края Формирование региональной инновационной системы. Опыт Алтайского края Барнаул 2012 УДК 338.22 (571.15) ББК 65.9 (2Рос – 4Алт) – 551 Ф 796 Под общей редакцией д.т.н., профессора М.П. Щетинина Рецензент: Г.В. Сакович, академик РАН, д.т.н., профессор Ф 796 Формирование региональной инновационной системы. Опыт Алтайского края : Научно-практическое издание / Под общ. ред. М.П. Щетинина. – Барнаул : Литера, 2012. ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ ГЛАВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ И КАДРОВ УО БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ АГРОНОМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ ИННОВАЦИИ В ТЕХНОЛОГИЯХ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР Материалы международной научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов, магистрантов и студентов (г. Горки, 16-18 марта 2011 г.) Горки 2011 УДК 001:631.5(063) ББК 72+41.43я431 И 66 Редакционная коллегия: ШЕЛЮТО А.А., ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ ГЛАВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ И КАДРОВ УО БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ АГРОНОМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ ИННОВАЦИИ В ТЕХНОЛОГИЯХ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР Материалы международной научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов, магистрантов и студентов (г. Горки, 22–23 марта 2012 г.) Горки 2012 УДК 001:631.5(063) ББК 72+41.43я431 И 66 Редакционная коллегия: ВОЛКОВ М.М., ...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия имени П.А. Столыпина Материалы международной студенческой научно-практической конференции СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ В РЕШЕНИИ ИНЖЕНЕРНЫХ ЗАДАЧ АПК, посвящённая 70-летию ФГБОУ ВПО Ульяновская ГСХА им. П.А. Столыпина 13 марта 2013 г. Ульяновск – 2013 Материалы международной студенческой научно практической конференции Современные подходы в решении инженерных задач АПК, посвящённой 70-летию ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГБОУ ВПО Пензенская ГСХА Совет молодых ученых ВКЛАД МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ В ИННОВАЦИОННОЕ РАЗВИТИЕ АПК РОССИИ Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции 30-31 октября 2012 г. Пенза 2012 1 УДК 06:338.436.33 ББК я5:65.9(2)32.-4 П25 ОРГКОМИТЕТ КОНФЕРЕНЦИИ Председатель – кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, председа тель Совета молодых ученых Богомазов С.В. Зам. председателя – доктор экономических наук, профессор, зам. ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИННОВАЦИОННОГО РАЗВИТИЯ АПК (ИНФОРМАГРО – 2010) МАТЕРИАЛЫ V Международной научно-практической конференции Москва 2011 УДК 002:338.436.33 ББК 73 Н 34 Составители: Д.С. Буклагин, Э.Л. Аронов, А.Д. Федоров, В.Н. Кузьмин, О.В. Кондратьева, Н.В. Березенко, С.А. Воловиков, О.В. Гришина Под общей научной редакцией члена-корреспондента Россельхозакадемии В.Ф. Федоренко Научно-информационное обеспечение ...»

«Московский педагогический государственный университет Географический факультет Труды второй международной научно-практической конференции молодых ученых Индикация состояния окружающей среды: теория, практика, образование 25-28 апреля 2013 года Москва, 2013 УДК 574 ББК 28 И 60 Рецензент: кандидат географических наук А.Ю. Ежов Труды второй международная научно-практической кон ференция молодых ученых Индикация состояния окружаю щей среды: теория, практика, образование, 25-28 апреля 2013 года : ...»

«Е . С. У ланова, В. Н . Забелин М ЕТОДЫ КОРРЕЛЯЦИОННОГО И РЕГРЕССИОННОГО А Н А Л И ЗА В АГРОМ ЕТЕОРОЛОГИИ ЛЕНИНГРАД ГИДРОМЕТЕОИЗДАТ 1990 УДК 630 : 551 + 551.509.314 Рецензент д-р физ.-мат. наук О. Д . Сиротенко П ервая часть книги содерж ит основы корреляционного и рег­ рессионного анализа. Рассмотрено применение статистических мето­ дов для нахож дения линейных и нелинейных связей. Д аны примеры расчета различных уравнений регрессии из агрометеорологии. Во второй части книги главное внимание ...»

«V bt J, / ' • r лАвНбЕ У П РА В Л Е Н И Е Г И Д Р О М Е Т Е О Р О Л О Г И Ч Е С К О Й С ЛУ Ж БЫ П Р И СОВЕТЕ М И Н И С ТРО В СССР Ц Е Н Т Р А Л Ь Н Ы Й И Н С Т И Т У Т П РО Г Н О З О В с. У Л А Н О В А Е. Применение математической статистики в агрометеорологии для нахождения уравнений связей сч БИБЛИОТЕК А Ленинградского Г идрометеоролог.ческого Ии^с,титута_ Г И Д РО М Е Т Е О РО Л О Г И Ч Е С К О Е И ЗД А Т Е Л Ь С Т В О (О Т Д Е Л Е Н И Е ) М осква — УДК 630:551.509. АННОТАЦИЯ В книге в ...»

«ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА РОССИИ ПО ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИИ И МОНИТОРИНГУ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ГЛАВНАЯ ГЕОФИЗИЧЕСКАЯ ОБСЕРВАТОРИЯ им. А. И. ВОЕЙКОВА Е. Н. Романова, Е. О. Гобарова, Е. Л. Жильцова МЕТОДЫ МЕЗО- И МИКРОКЛИМАТИЧЕСКОГО РАЙОНИРОВАНИЯ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ОПТИМИЗАЦИИ РАЗМЕЩЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР С ПРИМЕНЕНИЕМ ТЕХНОЛОГИИ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО РАСЧЕТА Санкт -Петербург ГИДРОМЕТЕОИЗДАТ 2003 УДК 551.58 Данная книга посвящена методам мезо- и микроклиматического райониро вания на основе новых ...»

«В. Г. Бешенцев В. И. Завершинский Ю. Я. Козлов В. Г. Семенов А. В. Шалагин Именной справочник казаков Оренбургского казачьего войска, награжденных государственными наградами Российской империи Первый военный отдел Челябинск, 2012 Именной справочник казаков ОКВ, награжденных государственными наградами Российской империи. Первый отдел УДК 63.3 (2)-28-8Я2 ББК 94(47) (035) И51 На полях колхозных, после вспашки, На отвалах дёрна и земли, Мы частенько находили шашки И покорно в кузницу несли… Был ...»

«С.Н. ЛЯПУСТИН П.В. ФОМЕНКО А.Л. ВАЙСМАН Незаконный оборот видов диких животных и дикорастущих растений на Дальнем Востоке России Информационно-аналитический обзор Владивосток 2005 ББК 67.628.111.1(255) Л68 Оглавление Предисловие 5 Ляпустин С.Н., Фоменко П.В., Вайсман А.Л. Незаконный оборот животных и растений, попадающих под требова Л98 Незаконный оборот видов диких животных и дикорастущих расте- ния Международной конвенции по торговле видами фауны и флоры, ний на Дальнем Востоке России. ...»

«НАУЧНО-ПОПУЛЯРНАЯ ЛИТЕРАТУРА Серия Из истории мировой культуры Л. С. Ильинская ЛЕГЕНДЫ И АРХЕОЛОГИЯ Древнейшее Средиземноморье Ответственный редактор доктор исторических наук И. С. СВЕНЦИЦКАЯ МОСКВА НАУКА 1988 доктор исторических наук Л. П. МАРИНОВИЧ кандидат исторических наук Г. Т. ЗАЛЮБОВИНА Ильинская Л. С. И 46 Легенды и археология. Древнейшее Средиземно­ морье / М., 1988. 176 с. с пл. Серия Из истории мировой культуры. ISBN 5 -0 2 -0 0 8 9 9 1 -5 В книге рассказано не только о подвигах, ...»

«ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭТИКА Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ГОРНО-АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра геоэкологии и природопользования И. А. Ильиных Экологическая этика Учебное пособие Горно-Алтайск, 2009 2 Печатается по решению методического совета Горно-Алтайского госуниверситета ББК – 20.1+87.75 Авторский знак – И 46 Ильиных И.А. Экологическая этика : учебное пособие. – Горно-Алтайск : РИО ГАГУ, 2009. – ...»

«ЗАПОВЕДНИК ЯГОРЛЫК ПЛАН РЕКОНСТРУКЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ КАК ПУТЬ СОХРАНЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ Eco-TIRAS Дубоссары – 2011 ЗАПОВЕДНИК ЯГОРЛЫК ПЛАН РЕКОНСТРУКЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ КАК ПУТЬ СОХРАНЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ Eco-TIRAS Дубоссары – 2011 CZU: 502.7 З 33 Descrierea CIP a Camerei Naionale a Crii Заповедник Ягорлык. План реконструкции и управления как путь сохранения биологического разнообразия / Международная экол. ассоциация хранителей реки „Eco-TIRAS”. ; науч. ред. Г. А. Шабановa. ...»

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УФИМСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР Институт геологии Башкирский государственный аграрный университет Р.Ф. Абдрахманов ГИДРОГЕОЭКОЛОГИЯ БАШКОРТОСТАНА Уфа — 2005 УДК 556.3 (470.57) АБДРАХМАНОВ Р.Ф. ГИДРОГЕОЭКОЛОГИЯ БАШКОРТОСТАНА. Уфа: Информреклама, 2005. 344 с. ISBN В монографии анализируются результаты эколого гидрогеологичес ких исследований, ориентированных на охрану и рациональное ис пользование подземных вод в районах деятельности нефтедобывающих, горнодобывающих, ...»

«Дуглас Адамс Путеводитель вольного путешественника по Галактике Книга V. В основном безобидны пер. Степан М. Печкин, 2008 Издание Трансперсонального Института Человека Печкина Mostly Harmless, © 1992 by Serious Productions Translation © Stepan M. Pechkin, 2008 (p) Pechkin Production Initiatives, 1998-2008 Редакция 4 дата печати 14.6.2010 (p) 1996 by Wings Books, a division of Random House Value Publishing, Inc., 201 East 50th St., by arrangement with Harmony Books, a division of Crown ...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Костромской государственный технологический университет Костромское научное общество по изучению местного края В.В. Шутов, К.А. Миронов, М.М. Лапшин ГРИБЫ РУССКОГО ЛЕСА Кострома КГТУ 2011 2 УДК 630.28:631.82 Рецензенты: Филиал ФГУ ВНИИЛМ Центрально-Европейская лесная опытная станция; С.А. Бородий – доктор сельскохозяйственных наук, профессор, декан факультета агробизнеса Костромской государственной сельскохозяйственной академии Рекомендовано ...»

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК КОЛЬСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР Полярно-альпийский ботанический сад-институт им. Н. А. Аврорина О.Б. Гонтарь, В.К. Жиров, Л.А. Казаков, Е.А. Святковская, Н.Н. Тростенюк ЗЕЛЕНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО В ГОРОДАХ МУРМАНСКОЙ ОБЛАСТИ АПАТИТЫ 2010 RUSSION ACADEMY OF SCIENCES KOLA SCIENCE CENTRE N.A. Avrorin’s Polar Alpine Botanical Garden and Institute O.B. Gontar, V.K. Zhirov, L.A. Kazakov, E. A. Svyatkovskaya, N.N. Trostenyuk GREEN BUILDING IN MURMANSK REGION Apatity Печатается по ...»






 
© 2013 www.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

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.