В книге обобщен опыт передовых учителей и методистов по конструированию и совершенствованию самодельных физических приборов. В сборник включены статьи с описанием оригинальных опытов и лабораторных работ, которые помогут учителю расширить школьный эксперимент в процессе преподавания физики в средней школе и во внеклассной работе. В ряде статей изложены методические рекомендации к постановке опытов и проведению демонстраций.
В книге есть материал, который может быть полезен руководителю физико-технического кружка.
В работе обсуждается эффект частичного «запирания» рентгеновских квантов с энергией меньше или порядка 10 кэВ межэлектродной полидисперсной средой наносекундного вакуумного разряда (НВР) с виртуальным катодом, что иногда сопровождается высокоинтенсивными вспышками рентгеновского излучения (РИ). Предложена модель диффузии и выпуска РИ в НВР на основе решения уравнения для потока квантов в рассеивающей и поглощающей межэлектродной среде. Результаты представленной модели сопоставляются со схемой стохастического лазера В. С. Летохова.
Цель работы – показать возможность возбуждения индуцированной (собственной) намагниченности в антиферромагнитной (АФМ) нанопленке магнитного перехода (МП), а также рассмотреть вопрос его практического применения при создании спининжекционных источников ТГц сигнала. Приведено физическое обоснование рассматриваемого процесса за счет скашивания подрешеток АФМ под действием спинполяризованного тока, инжектируемого из ферромагнитного (ФМ) слоя вследствие sd-обменного взаимодействия спинов электронов проводимости с d-электронами кристаллической решетки. Приведены соотношения для определения частоты и мощности излучаемого сигнала. На примере работы ТГц спин-инжекционного излучателя, использующего «метапереход» с МП ФМ-АФМ, показана практическая значимость рассматриваемого эффекта. Экспериментально показана нетепловая природа излучения в МП ФМ-АФМ на частотах 16 ТГц с уровнем мощности сотни мкВт, а также влияние на процессы в метапереходе внешнего магнитного поля
Представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований воздействия -нейтронного излучения на параметры светоизлучающих структур с массивом наноостровков Ge(Si), выращенных методом молекулярно-лучевой эпитаксии на подложках «кремний на изоляторе». Данные структуры показали высокий уровень стойкости к воздействию -нейтронного излучения, сравнимый с уровнем стойкости структур с наноостровками Ge(Si) на подложках Si(001). Снижение интенсивности люминесценции данных структур совпадает с теоретической оценкой степени влияния радиационных дефектов. Результаты моделирования, а также экспериментальные данные показывают, что на радиационную стойкость светодиодов в наибольшей степени влияет структура массива наноостровков Ge(Si), обусловленная технологией их изготовления.
С целью получения и сравнения основных фотоэлектрических характеристик МФПУ в пределах одной крупноформатной матрицы, разработаны топологии тестовых матричных структур на основе InSb с квадратной и круглой формами фоточувствительной области, шагом элементов 10, 12, 15 и 20 мкм, предназначенных для гибридизации с БИС считывания формата 12801024 и шагом 12 мкм. Представлена структура комплекта фотошаблонов с матричными тестовыми элементами для реализации клиновидного утоньшения с целью получения сверхтонких структур с контролируемой толщиной для повышения прочности и минимизации взаимосвязи. Проанализированы возможности реализации предложенных тестовых структур.
Проведены исследования структур в конфигурациях n-B(SL)-n и MI-n-B(SL)-n, сформированных на основе эпитаксиальных пленок, выращенных методом молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ) из HgCdTe со сверхрешеткой в барьерной области. Состав в поглощающем слое структур рассчитан на работу в диапазоне LWIR и составлял величину 0,22. Было изготовлено и исследовано два образца с разной архитектурой сверхрешетки. Исследование темновых токов n-B(SL)-n структур показало, что для обоих типов образцов наблюдается аномальная зависимость плотности тока от температуры с минимумом плотности тока при температурах 100–120 К. Выявлено доминирование компонент тока поверхностной утечки для обеих структур. На основании исследования адмиттанса структур MI-n-B(SL)-n показано, что характеристики исследованных структур в целом имеют вид, схожий с характеристиками МДП-структур, изготовленных на основе однородного Hg0,78Cd0,22Te.
Выполнен анализ перспективности применения УФ-излучения 222 нм эксимерных KrCl-ламп для обеззараживания воздуха и поверхностей. Предполагаемые основные преимущества излучения 222 нм, заключающиеся в возможности проводить обеззараживание в присутствии людей, и более высокая бактерицидная эффективность по сравнению с длиной волны 254 нм ртутных и амальгамных ламп низкого давления, проходят экспериментальную проверку. Исследования показывают противоречивые результаты о безопасности такого излучения для кожи и для глаз млекопитающих. Инактивация вирусов и простых бактериологических штаммов УФ-излучением 222 нм и 254 нм достигается при аналогичных УФ-дозах, однако для более крупных объектов (эндоспоры, грибы, гифы грибов) существенное преимущество имеет УФ-излучение 254 нм. Эффективность генерации УФ-излучения 222 нм в промышленных KrCl-лампах составляет 3–5 %, что существенно меньше, чем для ртутных и амаль-гамных ламп низкого давления 30–35 %.
В работе предложен новый способ измерения спектральных распределений первичного излучения по профилю полей вторичного излучения, возбуждаемых в цилиндрическом рассеивающем теле. Показана связь между распределением по энергии фотонов первичного пучка излучения и распределением в пространстве порождаемых ими фотонов вторичного излучения. Приведены результаты моделирования, иллюстрирующие возможность реализации предложенного способа измерений
Определены плотность, пористость, электропроводность и коэффициент массопереноса (при электроискровой обработке) порошковых электродных материалов системы «медь – олово». Они были получены методом холодного одностороннего формования смеси порошков металлов в закрытой пресс-форме. Диаграмма «плотность – давление прессования» является суперпозицией взаимного перераспределения/укладки структурных элементов порошкового материала и их упругой/пластической деформации. Определены критические давления формования (при аппроксимации логарифмической функцией). На зависимости от давления вклада укладки имеется максимум. Он смещается в область малых давлений формования при росте содержания олова в исходной шихте. В относительных единицах давления (по отношению к критическому) его положение остается практически неизменным. Увеличение давления формования и содержания олова приводит к росту плотности и электропроводности конечного материала, а также уменьшению его пористости. Рост энергии электроискрового разряда и содержания олова, а также уменьшение давления прессования приводят к увеличению коэффициента массопереноса.
Представлены результаты конверсии метана в углеводороды группы С2 в холодной, химически активной, сверхзвуковой электронно-пучковой плазме. Получены зависимости коэффициента использования метана и выхода продуктов от энергии и тока активирующего пучка электронов, дополнительной электромагнитной мощности, а также фонового давления. Показано, что за счет изменения вышеуказанных параметров возможно изменение состава получаемых продуктов.