Теоретические основы прогрессивных технологий - Лекции - ТОПТ - Библиотека

СОДЕРЖАНИЕ

       Введение………………………………………………………………………5
1.    ОСНОВЫ МЕХАНИКИ………………………………………………….15
1.1    Понятие «состояния системы» в классической механике………….16
1.2    Основные характеристики и закономерности кинематики
твердого тела……………………………………………………………...17
Характеристики движения……………………………………………18
1.3    Основные законы динамики твердого тела………………………….19
Первый закон Ньютона……………………………………………….19
Второй закон Ньютона………………………………………………..20
Третий закон Ньютона…………………………………………….…..20
    1.4. Законы сохранения в механике………………………….…………  .20
            Импульс. Закон сохранения импульса………………….……  ……20
                    Работа и энергия………………………………………….……… …21
                    Закон сохранения энергии……………………………….….………22
1.5     Основные характеристики и закономерности
гидроаэромеханики……………………………………………….……….23
Уравнение неразрывности………………………………….….. …….23
Закон сохранения импульса………………………………..…..……..24
Факторы изменения течения………………………………...……  …24
2.    КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ И ВОЛНОВЫЕ ПРОЦЕССЫ………………  ……26
2.1    Гармонический и ангармонический осцилляторы……………..……26
Свободные колебания гармонического осциллятора…………...…..26
Затухающие колебания гармонического осциллятора…...………....27
Вынужденные колебания гармонического осциллятора…….……..28
2.2    Механические волны……………………………………………...…..30
Общие сведения о волнах, упругие волны…………………….…….30
Длина волны. Связь длины волны со скоростью ее
распространения………………………………………………….……31
2.3    Вибрации и колебания в машинах и механизмах………………...…32
2.4    Волновые технологии……………………………………………...….33
2.5    Ультразвук и его использование………………………………...……35
Гидролокация………………………………………………….………35
Дефектоскопия…………………………………………………..…….36
Ультразвуковой расходомер………………………………….………36
Ультразвуковая химия………………………………………..……….36
Ультразвуковая пайка………………………………………..………..36
Ультразвуковая механическая обработка…………………...……….37
Применение ультразвука в биологии и медицине…………..………37
Обнаружение и измерения на ультразвуке…………………...……..37
3.    СТАТИСТИЧЕСКАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА……….…….38
3.1    Статистическая физика………………………………………….…….38
3.2    Молекулярно-кинетическая теория………………………..…………38
3.3    Агрегатные состояния вещества…………………………..………….42
3.4    Фазовый переход……………………………………………………....43
3.5    Явления переноса…………………………………………...…………44
Электропроводность…………………………………………………..44
Диффузия……………………………………………………....………46
Диффузионная сварка…………………………………………………47
Диффузионная металлизация…………………………………………47
Теплопроводность………………………………………….………….48
3.6    Физические основы термодинамики…………………………………...48
Равновесные и неравновесные состояния……………………………...48
Обратимые и необратимые процессы………………………………….49
Первое начало термодинамики…………………………………………49
Второе начало термодинамики………………………………………….49
Третье начало термодинамики………………………………………….50
Термодинамические функции…………………………………………..50
Термодинамика и технологии…………………………………………..51
    3.7   Основные понятия синергетики……………………………………….55
                     Возможные направления практического применения синергетики.56
4.    ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ………………………………………58
4.1    Основы электростатики………………………………………………….58
Электрические заряды и электрическое поле………………………….58
4.2    Постоянный ток………………………………………………………….60
Закон Ома, сопротивление………………………………………………60
Электрическая энергия…………………………………………………..60
Цепи постоянного тока…………………………………………………..61
Сверхпроводимость……………………………………………………...61
Применение сверхпроводимости……………………………………….62
4.3    Магнитостатика…………………………………………………………..64
Магнитные эффекты электрического тока……………………………..64
Переменный ток………………………………………………………….68
4.4    Плазма…………………………………………………………………….70
Основные свойства плазмы……………………………………………..71
Применение плазмы……………………………………………………..72
Плазмотрон……………………………………………………………….72
4.5    Электромагнитные волны……………………………………………….74
4.6    Классическая (максвелловская) теория электромагнитного
излучения……………………………………………………………………..75
5.    ОПТИКА……………………………………………………………………...76
5.1    Геометрическая оптика…………………………………………………..76
Волоконная оптика……………………………………………………….80
Применение волоконной оптики………………………………………..80
5.2    Волновая оптика………………………………………………………….81
Интерференция…………………………………………………………...81
Дифракция………………………………………………………………..83
Поляризация………………………………………………………………85
Оптические приборы…………………………………………………….86
Фотоэлектрический эффект……………………………………………..89
Фотоэлектронные приборы……………………………………………..90
6.    АТОМНАЯ ФИЗИКА И КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА……………………90
6.1    Строение атома…………………………………………………………...90
6.2    Квантовая теория Бора…………………………………………………..93
6.3    Квантовая механика атома………………………………………………96
6.4    Уравнение Шредингера………………………………………………….98
6.5    Квантовые генераторы и усилители……………………………………99
6.6    Квантово-электронные приборы……………………………………….103
6.7    Нанотехнологии………………………………………………………….106
Принцип квантования и условия наблюдения квантовых размерных
эффектов…………………………………………………………………106
Структуры с двумерным электронным газом………………………….107
Структуры с одномерным электронным газом (квантовые нити)……108
Структуры с нуль-мерным электронным газом (квантовые точки)… 108
Применение квантово-размерных структур в приботах
наноэлектроники………………………………………………………   109
7.    ХИМИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА И КИНЕТИКА…………………  113
7.1    Основные фундаментальные законы химии………………………  …114
7.2    Химическая термодинамика…………………………………………… 116
Первый закон термодинамики………………………………………… 117
Второй закон термодинамики…………………………………………  118
Третий закон термодинамики…………………………………………  120
7.3    Энергетические эффекты химических реакций……………………… 121
Энтальпия………………………………………………………………  122
Термохимические расчеты……………………………………………    123
Энтальпия химических реакций………………………………………  123
7.4    Кинетика химических реакций…………………………………………123
Скорость химических процессов……………………………………… 123
Кинетическая классификация реакций………………………………   124
Кинетика обратимых химических реакций и химическое равновесие126
Влияние температуры на скорость реакции…………………………   127
Химическое равновесие…………………………………………………130
7.5 Методы интенсификации химико-технологических процессов……   132
8.    РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ ВЕЩЕСТВ…………………………  134
8.1    Периодический закон Д.И. Менделеева и развитие химии…………  134
8.2    Химическая связь, строение и свойства молекул……………………   135
8.3    Окислительно-восстановительные реакции…………………………   142
9.    ХИМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ………………………………………………  144
9.1    Растворы………………………………………………………………… 144
Способы выражения состава раствора…………………………………145
Растворимость……………………………………………………………145
9.2    Вода в промышленности………………………………………………   147
Вода и ее основные свойства……………………………………………147
Водоподготовка…………………………………………………………  149
9.3    Дисперсные системы…………………………………………………… 151
9.4    Электрохимические процессы…………………………………………  153
Законы Фарадея…………………………………………………………  154
Гальванические элементы……………………………………………… 155
9.5    Электролиз………………………………………………………………  157
       Катодные процессы……………………………………………………  158
9.6    Применение электрохимии в промышленности……………………… 158
9.7    Коррозия и защита металлов…………………………………………… 162
9.8    Каталитические процессы……………………………………………… 170
Роль каталитических процессов, основные закономерности и
определения……………………………………………………………. ..170
Применение каталитических процессов в промышленности................172
10.    ХИМИЧЕСКАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ……………………………………..175
10.1    Химическая идентификация и анализ вещества…………………   175
10.2    Количественный анализ. Химические методы анализа…………   177
10.3    Инструментальные методы анализа………………………………   180
11.    БИОТЕХНОЛОГИЯ…………………………………………………………183
11.1    Области применения биотехнологии………………………………183
11.2    Экологические аспекты современной биотехнологии……………187
12.    МЕМБРАННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ…………………………………………  188
12.1    Мембраны и мембранные технологии……………………………  188
12.2    Мембранные технологии и природа…………………………………190
12.3    Основные направления развития мембранной техники и
мембранных технологических процессов…………………………..……….196


Список основной литературы:
    1. Трофимова Т.Н. Курс физики. М.; Высшая школа,2000.
    2. Савельев И.В. Курс физики. В 5-х тт. М.: Наука, 2000.
    3. Волькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики. СПб, Спец. Лит., 2001. – 327 с.

Список дополнительной литературы:
1.    Робертсон Б. Современная физика в прикладных науках.—М.:Мир,1985.
2.    Новые наукоемкие технологии в технике. Энциклопедия.—М.:Мир,1985.
3.    Промышленное применение лазеров  /. Под ред. Г. Кебнера.—М.:Мир,1985.
4.    Суворов А.В., Никольский А.Б. Общая химия: учеб. Пособие для вузов: СПб.: Химия, 1985.

9.2 Интернет                      
1.    http://www.se.engec.ru- сайт кафедры Современного естествознания\ и экологии СПбГИЭУ
2.    http://www.nature.com – сайт журнала Nature (GB)
3.    http://www.ufn.ru – сайт журнала Успехи физических наук (Обзоры,доступ к информа-ции бесплатен).
4.    http://www.aps.org – сайт Американского физического общества (содержит перекрест-ные ссылки на многие физические сайты мирого физического сообщества)
5.    http://www.arxiv.org –сайт препринтов по физике, биологии (доступ к информации бес-платен)
6.    http://www.elibrary.ru – электронная библиотека (г.Москва), доступ к полным текстам статей через крупнейшие библиотеки города и институты Российской академии наук.
7.    http://www.iop.org—сайт Английского института физики

Вид литературы:  Лекции
Учебный предмет:  ТОПТ