SCI Библиотека

Обоснование. В настоящее время в геокриологии для прогнозирования сезонных изменений состояния мерзлых пород и грунтов широко применяют полученные еще Фурье формулы, моделирующие колебания температуры в поверхностном слое земной коры, вызываемые годовыми колебаниями температуры ее поверхности. Существенный недостаток такого подхода к моделированию проявляется в том, что в действительности состояние среды характеризуется не только полем температуры, но и полем влагосодержания, которого теория Фурье не содержит.

Цель. Требуется дать обобщение известной в математической физике задаче Фурье о колебаниях температурного поля в полупространстве, введя в рассмотрение наряду с температурным полем поле влагосодержания и проведя учет связанных с этим полем явлений испарения и конденсации.

Методы. В рамках теории А.В. Лыкова разработана пространственно одномерная математическая модель процессов распространения тепла и влаги в однородном полупространстве, граница которого находится в состоянии тепло- и массообмена с воздушной средой. Методом комплексных амплитуд получены формулы для асимптотических по времени колебаний температуры и влагосодержания в материале, наполняющем полупространство, при условии что температура воздуха изменяется по гармоническому закону, а водяной пар как вблизи поверхности материала, так и за пределами пограничного слоя находится в состоянии, близком к насыщению.

Результаты. Согласно полученным результатам, поле температуры представляется суперпозицией двух затухающих гармонических волн, у которых одна и та же частота, но разные коэффициенты затухания и фазовые скорости. Такую же структуру имеет и поле влагосодержания. Для материала с характеристиками глины и при конкретных значениях всех определяющих процесс величин для каждой из волн проведен расчет глубины проникновения и времени запаздывания колебаний на заданной глубине относительно колебаний температуры воздуха, дано сравнение полученных результатов с экспериментальными данными.

Заключение. Построенное решение и следующие из него выводы являются развитием известных в литературе исследований Фурье, посвященных колебаниям температурного поля в поверхностном слое земной коры и справедливых лишь в ситуации, когда материал не содержит влаги, а по гармоническому закону изменяется не температура воздуха, а температура поверхности материала. Результаты работы могут быть использованы в геокриологии в качестве теоретического инструмента при моделировании сезонных колебаний теплофизического состояния мерзлых пород и грунтов.

В работе рассмотрены вопросы лазерного плазмохимического травления материалов электронной техники на примере разделения пластин алмаза и сапфира на кристаллы. В основе разработанного метода лежит физическое явление – оптический пробой в специально подобранных газовых средах, в которых поджигается плазма и производится плазмохимическое травление материалов подложек (пластин) с образованием летучих продуктов химических реакций и их эвакуацией с помощью вакуумной системы. Работы проводились в диапазоне рабочих давлений 110-3–110-1 Торр. В качестве рабочих сред использовались фторидные системы: (SF6 + O2; CClF3 + O2; F2 и т. д.), чистый кислород (О2) и водород (Н2). Обе системы – фторидная и кислородная «работают» хорошо для алмаза. Водородная система предпочтительна для сапфира.

Рассмотрены эксперименты с одиночными квантовыми частицами, позволяющие предположить, что квантовые процессы происходят вне макроскопического пространства-времени.

Дано обобщение ранее использованных понятий и определений систем с
точки зрения физики и системологии. Исследована сущность понятия связи между элементами
системы и сделаны выводы о характере взаимодействия внутри системы, минимальном уровне
иерархичности системы. На основе проведенного исследования представлены уточненные
определения основных понятий системологии.

Исследованы вопросы отношений объекта и субъекта с точки зрения квантовой механики и теории систем, проведен сравнительный анализ понятия объективности в этих теориях. Только в результате наблюдения квантовый объект становится или частицей или волной. Без роли наблюдателя объект одновременно может пребывать во многих состояниях, не находясь при этом ни в одном из них. По существу, корпускулярно-волновой дуализм напрямую противоречит представлению о независимом от наблюдателя существовании «объективной реальности». Квантовая механика постулирует неотделимость субъекта, объекта и их взаимодействия, а теория систем определяет их взаимосвязь. Материальной реальности, ни объективной, ни субъективной не существует. Квантовые объекты материализуют свои состояния в зависимости от условий наблюдения и по желанию наблюдателя. Объективного, не зависящего от нас, мира не существует. Мы в той или иной степени воздействуем на все объекты этого мира, и мир воздействует на нас. Каждый из взаимодействующих элементов системы вносит свой вклад в формирование реальности элемента системы и всей системы в целом. Чем с большим количеством элементов системы взаимодействует элемент, тем он более «реален». Этот вывод, как бы он не был парадоксален, не только не противоречит, но и вытекает как из законов квантовой механики, так и из законов системологии.

Relations between the object and the subject, the objective reality in quantum mechanics and the theory of systems are investigated. Only as a result of observation does a quantum object become either a particle or a wave. Without the role of an observer, an object can simultaneously be in many states, while not being in any of them. In essence, wave-particle duality directly contradicts the notion of the existence of «objective reality» independent of the observer. Quantum mechanics postulates the inseparability of the subject, object and their interaction, and the theory of systems determines their relationship. Material reality, neither objective nor subjective, exists. Quantum objects materialize their states depending on the conditions of observation and at the request of the observer. Objective, independent of us, the world does not exist. To one degree or another, we influence all the objects of this world, and the world affects us. Each of the interacting elements of the system contributes to the formation of the reality of the element of the system and the entire system as a whole. The more elements interact with a large number of system elements, the more «real» it is. This conclusion, however paradoxical, not only does not contradict, but also follows both from the laws of quantum mechanics and from the laws of systemology.