#Междисциплинарные приложения физикиМеждисциплинарные приложения физикиИсследуйте Области знанийУ нас представлены тысячи статейТегМеждисциплинарные приложения физикиМеждисциплинарные приложения физикиНайденo 12 статейНаучные направленияНаучные направления Квантовая электроникаКва́нтовая электро́ника, раздел физики, изучающий методы усиления, генерации и преобразования электромагнитных волн в широком диапазоне длин волн (включая радио- и оптические диапазоны), основанные на эффекте вынужденного излучения и нелинейного взаимодействия электромагнитного излучения с веществом и использовании обратной связи. Квантовая электроника изучает также свойства квантовых усилителей и генераторов и их применение. Источниками излучения в квантовой электронике являются лазер и мазер, излучение которых является монохроматическим, узконаправленным и высокоинтенсивным. Принципиальное отличие лазеров и мазеров от естественных источников излучения – это возможность управлять частотой, расходимостью, длительностью и спектральными свойствами излучения. Становление квантовой электроники и создание источников интенсивного когерентного электромагнитного излучения привели к возникновению множества новых областей в физике, в других науках и технике. При взаимодействии высокоинтенсивного излучения со средой возникает целый ряд новых явлений, которые изучает нелинейная оптика: генерация гармоник, параметрические взаимодействия, самофокусировка света, обращение волнового фронта, когерентное антистоксово рассеяние света и др. В поле лазерного излучения получают сжатые и перепутанные состояния электромагнитного поля (см. Квантовая оптика), играющие важную роль в квантовой теории информации. Первый прибор квантовой электроники – молекулярный генератор, созданный в 1954–1955 гг. Н. Г. Басовым и А. М. Прохоровым и независимо в США Дж. Гордоном, Г. Зейгером и Ч. Таунсом.Физические величины Поток излученияПото́к излуче́ния, энергетическая характеристика электромагнитного излучения. В фотометрии поток излучения есть отношение энергии, переносимой электромагнитным излучением через какую-либо поверхность, ко времени переноса, значительно превышающему период электромагнитных колебаний. Характеризует среднюю по времени мощность излучения; измеряется в ваттах (Вт).Научные направления Строительная механикаСтрои́тельная меха́ника, наука о принципах и методах расчёта сооружений на прочность, жёсткость, ударную и вибрационную устойчивость. Основные объекты изучения строительной механики – плоские, пространственные, стержневые системы, а также системы, состоящие из пластин и оболочек. При расчёте сооружений учитывается целый ряд воздействий, главными из которых являются статические и динамические нагрузки и изменения температуры. Разрабатываемая в строительной механике теория расчёта базируется на методах теоретической механики, сопротивления материалов, статики и динамики сооружений, теорий упругости, пластичности и ползучести материалов.События в сфере науки и образования История изучения испарения чёрных дырИстория изучения испарения чёрных дыр. Чёрная дыра – это общее название для сжавшегося космического объекта, не имеющего материальной поверхности, но имеющего границу. Границей чёрной дыры является горизонт событий, на котором вторая космическая скорость равна скорости света. Это означает, что даже свет не может покинуть горизонт событий чёрной дыры.Природные процессы, явления внутри небесных тел или в космическом пространстве Излучение ХокингаИзлуче́ние Хо́кинга, испускание элементарных частиц чёрной дырой, при котором масса чёрной дыры уменьшается. В его основе лежит процесс рождения и аннигиляции виртуальных пар частиц и античастиц в вакууме. Если виртуальная пара «частица – античастица» образуется в непосредственной близости от горизонта событий чёрной дыры, то одна из частиц может быть поглощена чёрной дырой, уйдя под горизонт событий. Вследствие этого вторая частица становится реальной и удаляется от чёрной дыры. В силу закона сохранения энергии она унесёт с собой часть энергии чёрной дыры, которую гравитационное поле затратило на разделение пары. Таким образом формируется поток энергии от чёрной дыры, сопровождающийся потерей её массы.Научные проблемы, задачи «Тепловая смерть» Вселенной«Теплова́я смерть» Вселе́нной, гипотеза, выдвинутая Р. Клаузиусом в 1865 г. как экстраполяция второго начала термодинамики на всю Вселенную. В ней утверждается, что, поскольку энтропия любой изолированной системы стремится к максимуму, Вселенная со временем должна прийти в состояние полного термодинамического равновесия и в ней прекратятся все макроскопические процессы. Однако экстраполяция законов термодинамики, проверенных в лаборатории, на Вселенную в целом необоснованна.Физические процессы, явления Гравитационная неустойчивостьГравитацио́нная неусто́йчивость, развитие возмущений плотности и скорости среды под действием сил собственного тяготения. Согласно современным взглядам, гравитационная неустойчивость однородного и изотропно расширяющегося вещества привела к образованию галактик и наблюдаемой крупномасштабной структуры Вселенной из первичных возмущений плотности. Гравитационная неустойчивость играет также важную роль в образовании звёзд и звёздных скоплений. В достаточно больших масштабах гравитационное взаимодействие по силе превосходит все другие известные виды взаимодействий. Поскольку гравитационная энергия среды при распаде её на сгустки уменьшается, то близкое к однородному распределение вещества неустойчиво относительно распада на отдельные облака достаточно большого масштаба. Напротив, в малых масштабах роль тяготения невелика и гравитация существенно не влияет на развитие возмущений. Когда относительные возмущения плотности в рассматриваемом масштабе становятся сравнимыми с единицей, наступает нелинейная стадия их развития. Одной из моделей, описывающих эту стадию, является модель «блинов» Зельдовича.Физические поля Тёмная энергияТёмная эне́ргия, рассредоточенная по Вселенной бесструктурная (не подверженная гравитационному скучиванию) материя, не взаимодействующая с веществом и излучением. Совместный анализ наблюдательных данных по анизотропии реликтового излучения и крупномасштабной структуре Вселенной показывает, что космологическая плотность тёмной энергии составляет около ( критическая плотность Вселенной). Важное проявление тёмной энергии – ускоренное расширение современной Вселенной, обнаруженное по наблюдениям сверхновых звёзд Ia типа. Физическая природа тёмной энергии пока остаётся неизвестной, и её выяснение является одной из важнейших космологических проблем. Наиболее вероятно, что тёмная энергия представляет собой сверхслабое скалярное поле, которое начало динамически доминировать через 10 млрд лет после Большого взрыва и находится сейчас в начальной стадии т. н. медленного скатывания.Природные процессы, явления внутри небесных тел или в космическом пространстве Термодинамика чёрных дырТермодина́мика чёрных дыр, подход к изучению чёрных дыр, основанный на аналогии между соотношениями, связывающими основные параметры чёрной дыры (массу, заряд, площадь горизонта событий, температуру, энтропию и др.), и законами (началами) термодинамики. В её основе лежат 4 положения:Природные процессы, явления внутри небесных тел или в космическом пространстве Солнечное динамоСо́лнечное дина́мо, физический процесс, обусловливающий формирование и изменения во времени солнечных магнитных полей, включая 11-летний цикл солнечной активности (цикл Швабе). Солнечные магнитные поля генерируются благодаря взаимодействию течений солнечной плазмы, имеющей высокую электрическую проводимость, с магнитными полями, существующими в области течения. Это взаимодействие обусловлено явлением электромагнитной индукции и действием силы Лоренца. Теоретически наиболее разработаны и наилучшим образом согласуются с данными наблюдений такие модели солнечного динамо, принципиально важными компонентами которых являются дифференциальное вращение Солнца и малоупорядоченные движения вещества (солнечная конвекция, которую на больших пространственных масштабах можно рассматривать как турбулентность). Эти движения вещества должны обладать зеркальной асимметрией: их характеристики должны менять знак при переходе от правой к левой системе координат. 12
