SCI Библиотека

Purpose. The work is aimed at developing and implementing a geographic information system (GIS) that provides an opportunity for online work with the Argo floats data in the Black Sea and for its application to assess the float drift velocities in different sea layers.

Methods and Results. The geoinformation system is developed based on a client-server architecture using PostgreSQL DBMS to store the Argo float data, the jQuery, Plotly and mapbox gl libraries and, therefore, to implement a user interface and a cartographic service. The floats drift velocities are calculated and analyzed using the information provided by the Argo project in the public domain. The information is received from the autonomous drifting profiling floats and includes data on their satellite positioning, drift depths and profiling. The velocities at the float drift horizon are calculated using the data on its trajectory, meanwhile GIS assumes the possibility to recalculate velocities swiftly when new observation data are received, adjust calculation methodology, expand the range of statistical characteristics as well as to add a number of additional options. The Argo data array (early 2005 – mid 2022) was included in the system current version to calculate and analyze velocities. Application of GIS made it possible to estimate floats drift velocities in the Black Sea, specify mean velocity values as compared to the previous studies and show its seasonal variability in different layers of the sea.

Conclusions. The online services of the Argo project are complemented by the developed GIS that simplifies processing and scientific analysis of the Black Sea oceanographic data significantly with no need to use additional scripts, data downloads and external visualization systems. The examples of applying the system for the assessment of floats drift velocities at different depths and in certain parts of the sea are shown. In the future, GIS can be supplemented with new modules, such as automatic downloading of Argo data, operating with similar data arrays obtained, for example, from drifters or ADCP current profilers. Besides, it can be applied to any other regions.

В монографии опубликованы результаты исследований конструкционных и функциональных материалов.
Представлены инновационные разработки в области материаловедения. Обсуждены механизмы формирования
структуры, результаты исследования фазовых состояний и дефектной субструктуры материалов, а также влияние
воздействия ультразвуковых колебаний, электромагнитного излучения, интенсивной пластической деформации на
свойства различных материалов.
Книга предназначена для широкого круга специалистов: научных работников, инженеров, а также преподавателей,
аспирантов и студентов, специализирующихся в области материаловедения и физики конденсированного состояния.

Purpose. The research is purposed at substantiation of the design of floating marine stations with a wave energy generator. The proposed construction is of higher efficiency as compared to the known designs due to the application of roll oscillations and resonance operating mode.

Methods and Results. The resonance method of converting wave energy into electrical energy, as well as the design of an autonomous station based on the resonance conversion of the station hull roll oscillations into the electrical energy are described. The method implies adjusting the frequency of natural angular oscillations of the floating station hull to the significant wave frequency. It has been theoretically proved that the conversion of roll oscillations energy is more effective than the conversion of vertical oscillations. This is due to the fact that the amount of damping during vertical vibrations of a cylindrical body in water exceeds the amount of damping during angular oscillations of such a body. Besides, the proposed method is shown to be effective for applications in the development of measurement systems and storage devices. The design of a floating station is proposed for implementing the resonance method for converting wave energy. It is shown that adjusting the frequency of natural onboard oscillations of the station hull to the significant wave frequency can be done using the additional filled tanks. The algorithm for adjusting the hull roll oscillations to the resonance with significant wave frequency is described. The kinematic scheme for a mechanical converter of roll energy into electrical one is proposed.

Conclusions. The results of theoretical studies were validated experimentally using the device test model in a wave experimental basin. They show that the hydrodynamic efficiency of the proposed wave converter increases as the wave heights decrease.

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

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

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

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

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

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

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

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

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