Программа и тезисы докладов 60-й студенческой научной конференции физического факультета 15 22 апреля 2008 г
| Вид материала | Программа |
- Программа и тезисы докладов 59-й студенческой научной конференции физического факультета, 1256.84kb.
- Тезисы докладов 1 Межвузовская научно -практическая конференция студентов и молодых, 100.64kb.
- Программа 61-й научной студенческой конференции (20-24 апреля) Петрозаводск, 854.03kb.
- Программа XXX v III студенческой научной конференции Краснодар 2011, 5443.59kb.
- Программа XXX v II студенческой научной конференции Краснодар 2010, 5432.78kb.
- Программа 58-й научной студенческой конференции петрозаводск Издательство Петргу 2006, 841.28kb.
- Тезисы докладов научно-практической, 6653.64kb.
- Программа студенческой научной конференции за 2011 год воронеж, 696.04kb.
- Материалы студенческой научной конференции 23 апреля 2008 г г. Екатеринбург, Россия, 1681.38kb.
- О хозяйства материалы студенческой научной конференции (18 февраля 3 марта 2008г.), 5864.74kb.
Председатель: проф. Турик А.В.
Члены жюри: доц. Гершанов В.Ю., проф. Тополов В.Ю., доц. Гармашов С.И., доц. Толстолуцкий С.И., зав. лаб. Самко С.Д.
1. СТРУКТУРА, ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СИСТЕМЫ 0.98(xPbTiO3 – yPbZrO3– zPbNb2/3Mg1/3O3) – 0.02PbGeO3 (I, III, IV И V РАЗРЕЗЫ)
Докл.: студ. 5 к. Ярославцева Е.А.
Рук.: проф. Турик А.В., зав. отд. НИИФ, проф. Резниченко Л. А.
Настоящая работа посвящена исследованию диэлектрических, пьезоэлектрических и структурных свойств новых четырехкомпонентных твердых растворов (ТР) состава 0,98(xPbTiO3 – yPbZrO3 – zPbNb2/3Mg1/3O3) – 0.02PbGeO3, основанных на двух известных, практически важных бинарных системах – PbTiO3 – PbZrO3 (ЦТС, PZT) и PbNb2/3Mg1/3O3 – PbTiO3 (PMN–PT). Предполагалось, что в изучаемых объектах за счет увеличения числа компонентов и, как следствие, мерности морфотропной области (области симметрийного фазового перехода с сопутствующими ей экстремумами электроупругих свойств ТР) будут расширены возможности реализации материалов с более разнообразными, чем в исходных композициях, сочетаниями параметров. Представлялось также актуальным выявить особенности фазообразования в системе с позиций реальной (дефектной) структуры пьезокерамик, какими являются рассмотренные ТР.
Показано, что фазовая картина в многокомпонентной системе по сравнению с бинарными упрощается. Это является следствием формирования блочного каркаса из плоскостей кристаллографического сдвига, препятствующего их поворотам и, в результате, генерации фазовых состояний при введении Nb-содержащего компонента (РbNb2/3Mg1/3O3), влияния PbZrO3 с меньшим, чем в PbTiO3 и PbNb2/3Mg1/3O3, числом вакансий, сдерживающим появление плоскостей кристаллографического сдвига, уменьшения содержания Ti-содержащего компонента (PbTiO3) – основного источника появления протяженных дефектов (плоскостей кристаллографического сдвига). На основании изучения электрофизических свойств выбраны ТР, перспективные для практических применений.
2. РЕВЕРСИВНАЯ НЕЛИНЕЙНОСТЬ И ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ЗАВИСИМОСТИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СЛОЖНЫХ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ОКСИДОВ СИСТЕМЫ 0.98 (xPbTiO3– yPbZrO3– zPbNb2/3Mg1/3O3) – 0.02PbGeO3 (II РАЗРЕЗ)
Докл.: студ. 5 к. Завгородний А.Н.
Рук.: проф. Турик А.В., зав. отд. НИИФ, проф. Резниченко Л. А.
Настоящая работа посвящена исследованию диэлектрических и реверсивных свойств новых четырехкомпонентных твердых растворов (ТР) состава 0,98 (x PbTiO3 – y PbZrO3 – z PbNb2/3Mg1/3O3) – 0.02 PbGeO3, (0.3 ≤ x ≤ 0.55, y =1-x-z, z=0.10, Δx=0.01), основанных на двух бинарных системах PbTiO3 – PbZrO3 (ЦТС, PZT) и PbNb2/3Mg1/3O3 – PbTiO3 (PMN-PT). Измерения диэлектрических характеристик проводились в диапазоне температур от 20оС (комнатной) до 700 оС. Построены графики, показывающие соответствующие зависимости диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь при повышении и понижении температуры (прямой ход и обратный ход). Представлены графики зависимостей реверсивных свойств, показывающие состояние образцов в интервале электрических полей от -30кВ / см до 30 кВ / см.
В ходе измерений установлено, что переход из ромбоэдрической (Рэ) структуры в тетрагональную (Т) – многоступенчатый. Выявлена морфотропная область (МО) перехода, в которой локализованы образцы с 0.4 ≤ x ≤ 0.45. Сосуществование нескольких фаз в МО влияет на вид зависимостей (ε / ε0)(Т). Обнаружено смещение температуры фазового перехода при переходе от Рэ-структуры к Т.
Зависимости реверсивной диэлектрической проницаемости от напряженности электрического поля на графиках имеют форму «бабочки». При этом отмечаются резкие изменения (ε / ε0) Рэ-составов, что связано с их сегнетомягкостью. Тетрагональным ТР свойственны более пологие изменения диэлектрических характеристик. И это оправдано, так как ТР являются сегнетожесткими. На поведение реверсивных параметров оказывают влияние вклад колебаний доменных стенок, зажатие 1800-ных доменов, существенная анизотропия диэлектрических свойств, вклад колебаний межфазных границ, присутствие дефектов и пр. Выбраны составы, перспективные для практических применений.
3. ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ГИСТЕРЕЗИС И ОБРАТНЫЙ ПЬЕЗОЭФФЕКТ В НИОБАТАХ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ И РОДСТВЕННЫХ МАТЕРИАЛЛАХ
Докл.: студ. 5 к. Фоменко Д.С.
Рук.: проф. Турик А.В., зав. отд. НИИФ, проф. Резниченко Л. А.
Были получены и исследованы керамические образцы многокомпонентной системы [(Na0,5K0,5)1-xLix](Nb1-y-zTaySbz)O3 в интервале концентраций: x = 0 … 0,1 с шагом ∆x = 0,01; y = 0; 0,1; 0,2; z = 0 … 0,1 с шагом ∆z = 0,01. Объектами настоящей работы стали модифицированные образцы керамик этой системы, принадлежащие VI и VIII разрезам этой системы, которые обладали лучшими электрофизическими свойствами. Изучены деформационные характеристики (электромеханический гистерезис) и обратный пьезоэффект бессвинцовых керамик.
В исследованной области полей (0 < Е < (11 … 15) кВ / см) для всех твердых растворов (ТР) характерны монотонные зависимости ξ3(Е) как на восходящей, так и на нисходящей ветвях полуциклов петель электромеханического гистерезиса. Установлены также закономерности изменения деформационных характеристик от состава ТР в указанных интервалах концентраций компонентов. Так, для ТР VI разреза характерно небольшое (на 15 … 30 %) возрастание d33 при Е < 9,0 кВ / см, а свыше ~9 кВ / см – либо его незначительное (на 5 … 9 %) уменьшение, либо постоянство в исследуемом интервале напряжённостей электрического поля. С увеличением концентрации LiSbO3 понижаются пьезоэлектрические характеристики образцов, вид зависимости d33(Е) приближается к характерному для сегнетожестких материалов (линейные, практически не зависящие от Е).
Образцам VIII разреза свойственен линейный рост d33 в слабых полях (d33 увеличивается на 15 … 30 %), сменяющийся при Е = (7,0 … 9,0) кВ / см платообразным участком, на котором пьезомодуль либо очень слабо уменьшается, либо остается постоянным.
На основании полученных данных выбраны ТР, перспективные для практических применений.
4. ОРИЕНТАЦИОННЫЕ ЭФФЕКТЫ В 1–3-КОМПОЗИТАХ НА ОСНОВЕ КРИСТАЛЛОВ 0,93Pb(Zn 1/3Nb2/3)O3 – 0,07PbTiO3
Докл.: асп. 2 г. Криворучко А.В.
Рук.: проф. Тополов В.Ю.
Кристалл 0,93Pb(Zn1/3Nb2/3)O3 – 0,07PbTiO3 (PZN–0,07PT) представляет интерес как пьезоактивный материал для актюаторных, сенсорных и гидрофонных применений. Для [001]- и [011]-срезов PZN–0,07PT экспериментально определены [1, 2] полные наборы электромеханических констант. В настоящей работе исследуются эффективные пьезоэлектрические свойства новых композитов «PZN–0,07PT – полимер PVDF» со связностью 1–3. Кристаллические стержни в форме прямоугольного параллелепипеда предполагаются протяженными вдоль оси координат OX3 и регулярно распределенными в полимерной матрице. При этом спонтанная поляризация стержней Ps(1) || [001] OX3 или Ps(1) || [011] OX3 (при повороте главных кристаллографических осей X, Y в плоскости (X1OX2)), а остаточная поляризация матрицы Pr(2) OX3 или Pr(2) OX3. Показано, что в композите на основе кристалла с Ps(1) || [011] ориентационные зависимости пьезоэлектрических свойств и гидростатического пьезоотклика тесно связаны с анизотропией пьезомодулей
кристалла. Наибольшие пьезомодули 
и 
композитов достигаются при использовании кристаллов с Ps(1) || [001], а значительная гидростатическая пьезочувствительность (
) обусловлена присутствием кристаллов с Ps(1) || [011] или Ps(1) || [001], пьезомодули которых 
= 
< 0 и 
> 0. Проводится сравнение расчетных концентрационных зависимостей эффективных параметров с данными, полученными методом конечных элементов, а также с литературными экспериментальными данными по родственным 1–3-композитам. [1] Zhang R., Jiang B., Cao W., Amin A. // J. Mater. Sci. Lett. – 2002. –Vol. 21. –
P.1877–1879.
[2] Zhang R., Jiang B., Jiang W., Cao W. // Appl. Phys. Lett. – 2006. – Vol. 89. – P.242908–3 p.
5. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ КИНЕТИКИ МИГРАЦИИ ПЛОСКИХ ПРОСЛОЕК СОСТАВА Si – Ag В КРИСТАЛЛЕ Si В ПОЛЕ ГРАДИЕНТА ТЕМПЕРАТУРЫ
Докл: асп. 2 г. Матюшина Л.И.
Рук.: доц. Гершанов В.Ю.
На основе анализа массопереноса в условиях малых колебаний средней температуры и постоянного градиента температуры смоделированы условия проведения кинетического эксперимента, целью которого является определение зависимости скоростей перемещения межфазных границ от действующих пересыщений. Сформулирован критерий для допустимой скорости изменения средней температуры, при которой результаты эксперимента можно обсуждать на основе стационарной теории термомиграции.
Разработана методика проведения кинетического эксперимента в системе Si-Ag. Предложена и опробована методика получения плоских прослоек состава Si–Ag контролируемой толщины между пластинами кремния для исследования процесса термомиграции. Слои серебра толщиной от единиц до десятков микрометров наносились на кремниевые пластины методом “горячей стенки” в квазизамкнутом объеме. Использовались пластины Si c ориентацией (111) и (100). Полученные заготовки сплавлялись в вакууме для получения композиции, в которой плоская прослойка сплава серебра с кремнием располагалась между двумя пластинами кремния с различной комбинацией ориентаций. Проведены предварительные эксперименты по термомиграции в системе кремний – серебро в условиях, удовлетворяющих критериям стационарности. Полученные результаты будут использованы для исследования механизмов и кинетики процессов растворения и кристаллизации на межфазных границах с различной ориентацией.
6. ВЫРАЩИВАНИЕ ПЛЕНОК СОЕДИНЕНИЯ BiPS4 СТЕХИОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА
Докл: студ. 5 к. Оганесов Г. Л.
Рук.: доц. Гершанов В.Ю.
Методом горячей стенки в квазизамкнутом объеме получены пленки BiPS4. BiPS4 испаряется инконгруэнтно. В то же время полученные пленки в соответствии с результатами рентгеноструктурного анализа имели стехиометрический состав. (Сингония: орторомбическая, параметры ячейки: a= 10.601
; b= 11.112 ; c=19.661 ; рентгеновская плотность 4,248 г/см3.) Температура источника изменялась в диапазоне от 400 до 600 0С. Температура подложки примерно на 200ОС ниже температуры источника. В качестве подложек использовались пластины из стекла и кремния. Полученные пленки имели толщину от 100 нм до 1000 нм и были исследованы с помощью металлографического микроскопа МИМ-8М в поляризованном и обычном свете, а также на атомно-силовом микроскопе. При исследовании в поляризованном свете наблюдались четкие более темные области, отсутствовавшие при обычном освещении, что может быть связано с наличием доменной структуры.7. ТЕРМОМИГРАЦИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ВКЛЮЧЕНИЙ В ТЕПЛОВЫХ УСЛОВИЯХ, БЛИЗКИХ К СТАЦИОНАРНЫМ
Докл.: студ. 5 к. Ханов Н. А.
Рук.: доц. Гармашов С.И.
Для корректной интерпретации экспериментальных данных по термомиграции цилиндрических включений жидкой фазы в кристалле на основе модели [1] необходимо, чтобы тепловые условия эксперимента удовлетворяли критериям стационарности. Из проведенных ранее расчетов следует, что для обеспечения тепловых условий эксперимента, удовлетворяющих критерию стационарности, необходимо исключить колебания температуры в образце со скоростями ее изменения более 0,1К/с. С этой целью была разработана нагревательная система, в которой нагрев образца до рабочей температуры осуществлялся через графитовый экран толщиной 1 см. В докладе приводятся и обсуждаются результаты экспериментального исследования форм поперечного сечения жидких цилиндрических включений состава Si Al в кристалле Si в условиях, близких к стационарным.
[1] Гармашов С.И., Гершанов В.Ю. // Тр. 6-й Междунар. конф. «РОСТ МОНОКРИСТАЛЛОВ И ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОС (ICSC-05)», Обнинск, 25-30 сент. 2005 г. Т.4.- Обнинск, 2005.- С. 858-866.
8. ФОРМИРОВАНИЕ КОНТРОЛИРУЕМЫХ ПОЛОС РОСТА СУБМИКРОННОЙ ШИРИНЫ МЕТОДОМ НЕСТАЦИОНАРНОЙ ТЕРМОМИГРАЦИИ
Докл.: студ. 5 к. Суворов Н.А.
Рук.: доц. Гармашов С. И., доц. Гершанов В. Ю.
Цель исследования – экспериментально показать возможность формирования контролируемых полос роста субмикронного размера в процессе термомиграции за счет высокой чувствительности скоростей межфазных границ к малым колебаниям температуры и зависимости коэффициента сегрегации от скорости кристаллизации. Для формирования полосы роста использовался короткий (200 мс) импульс отключения питания нагревателя, в течение которого за счет быстрого охлаждения образца скорость кристаллизации, по сделанным оценкам, должна возрастать до 2.10 4 см/с при температуре процесса 1000 0С и толщине включения 20 мкм. Управление питанием нагревателя осуществлялось с помощью автоматизированной системы, разработанной на базе персонального компьютера. Результаты проведенных экспериментов (система Si-Al), в которых серии коротких импульсов отключения питания нагревателя чередовались со стационарным нагревом, свидетельствовали о появлении областей кристалла, выросших с низкой (во время стационарного нагрева) и высокой (во время серии импульсов) скоростями, причем последние области были образованы серией плотно расположенных полос роста шириной 500 – 700 нм.
[1] Гершанов В.Ю., Гармашов С.И. // Кристаллография.- 1992.- Т.37,№ 1.-С.34-42.
[2] Иванов С. В., Суворов Н.А. // Материалы докл. XIV Междунар. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов», Москва, 11-14 апр. 2007 г.
9. Анализ влияния колебаний температуры на процесс погружения жидких цилиндрических зон в кристаллическую пластину
Докл.: студ. 5 к. Васильев А. В.
Рук.: доц. Гармашов С. И.
Локальное легирование полупроводниковой подложки методом термомиграции жидких дискретных включений начинается с их погружения в подложку. Продолжительность стадии погружения зависит от начальной формы жидкой фазы, градиента температуры в приповерхностной области подложки, межфазной кинетики и в определенных условиях может быть сравнимой или даже превышать длительность собственно процесса термомиграции. Ускорить процесс погружения можно в нестационарных тепловых условиях путем управления диффузионными потоками между атомно-гладкими и атомно-шероховатыми участками межфазной границы.
В докладе представлены результаты моделирования процесса погружения жидкого цилиндрического включения в стационарных и нестационарных тепловых условиях. Рассмотрено влияние величины градиента температуры, степени затрудненности межфазных процессов и соотношения скоростей нагрева и охлаждения при пилообразных колебаниях температуры на скорость погружения жидкого включения.
10. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТЕРМОМИГРАЦИИ В ПАКЕТЕ FlexPDE
Докл.: студ. 3 к. Котов А.В.
Рук.: доц. Гармашов С.И., доц. Гершанов В.Ю.
Для понимания физики процесса термомиграции и его эффективного применения в полупроводниковой технологии, а также как метода исследования кинетики кристаллизации (растворения) важно иметь адекватную математическую модель этого процесса.
В общем случае, задача о термомиграции жидкого включения в кристалле требует совместного решения уравнений тепло- и массопереноса с нелинейными нестационарными граничными условиями. В случае дискретного включения необходимо учитывать зависимость равновесных концентраций не только от температуры, но и от формы межфазной границы, которая может изменяться в процессе миграции. Таким образом, задача в двумерном (трехмерном) случае осложняется зависимостью формы области решения от времени.
Эффективным методом решения задач с областями сложной и изменяющейся во времени геометрии является метод конечных элементов. В докладе обсуждается возможность решения задачи об эволюции формы дискретного включения в пакете FlexPDE (ссылка скрыта), предназначенном для решения систем дифференциальных уравнений в частных производных методом конечных элементов. Приводятся результаты проведенных расчетов.
Секция «Физика космоса»
Председатель: проф. Мишуров Ю.Н.
Члены жюри: проф. Щекинов Ю.А., ст. преп. Невский М.Ю., доц. Марсаков В.А., ст. преп. Ачарова И.А., ст. преп. Боркова Т.В.
1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК АСТРОГРАФОВ ЮФУ
Докл.: студ. 3 к. Накиско И.В.
Рук.: зав. лаб., ст. преп. Невский М. Ю.
Исследованы снимки рассеянного скопления М29, полученные астрографами диаметром 120 и 150, с целью получения их точных фокусных расстояний и масштабов снимков. Снимки получены с помощью ПЗС-матрицы в течении одной ночи 6 июля 2007 года.
Измерения прямоугольных координат производились программой IRIS, вычисляющей центр изображения звезды по функции Гаусса. Экваториальные координаты получены программой HnSky. Уравнения связи координат α,δ и X,Y находились классическим методом шести постоянных программой Foto. Средняя ошибка связи не превосходит 1,5 секунд дуги для объектива 120 и менее 1 секунды дуги для 150. Соответственно получены значения фокусных расстояний и масштабов с хорошей точностью. В пределах одной ночи систематического хода ошибок не выявлено.
В результате полностью отработана процедура определения координат небесных объектов, выявлена стандартная точность применяемой аппаратуры.
Уокер Г. Астрономические наблюдения. М.:Мир, 1990.- 352с.
Альбицкий В.А., Вязаницын В.П. Курс астрофизики и звездной астрономии. Т.1.- М.:ГИТ-ТЛ, 1951.
2. МОДЕЛИРОВАНИЕ СПЕКТРОВ ЗОН ИОНИЗАЦИИ В УДАЛЕННЫХ ГАЛАКТИКАХ
Докл.: студ. 3 к. Пахомов А.А.
Рук.: проф. Щекинов Ю. А.
В работе исследуются вариации спектров поглощения в оптической и ультрафиолетовой областях в зависимости от металличности межзвездного газа родительской галактики. Выявляются характерные детали, представляющие интерес с точки зрения интерполяции наблюдательных данных оптического послесвечения гамма-всплесков.
3. РАЗРУШЕНИЕ МЕЖЗВЕЗДНОЙ ПЫЛИ В ЗАМАГНИЧЕННЫХ УДАРНЫХ ВОЛНАХ
Докл.: студ. 4 к. Костюкова Л. В.
Рук.: проф. Щекинов Ю. А.
В связи с несоответствием теоретических и экспериментальных данных был проведен анализ разрушения пылевых частиц в межзвездной среде.
Межзвездная среда рассматривалась как трехкомпонентная плазма. С учетом этого была проведена оценка вкладов различных видов неустойчивостей при прохождении через МЗС ударных волн, образованных при взрыве сверхновых (с учетом магнитного поля), в уменьшение эффективности разрушения межзвездной пыли. В частности, было показано, что в рассматриваемых условиях на временах порядка характерного времени жизни сверхновой в плазме развивается зеркальная неустойчивость, что значительно уменьшает скорость разрушения межзвездной пыли.
Кролл Н., Трайвелпис А. Основы физики плазмы.- М., 1975.
4. ФОРМИРОВАНИЕ ВЕРТИКАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ ГАЗОВОГО ДИСКА ГАЛАКТИКИ
Докл.: студ. 5 к. Мартыненко С. В.
Рук.: ст. преп. Ачарова И. А.
Исследовано взаимодействие межзвездного газа с галактической спиральной волной плотности, с учетом тепловых потерь. Рассматривалась задача полной трехмерной его эволюции.
Показано, что тепловые свойства среды влияют на формирование вертикальной структуры газовых рукавов. Среда, в которой происходят потери энергии, ведет себя другим образом, нежели политропная среда с положительным показателем политропы, а именно: после резкого сжатия и разогрева в галактической ударной волне в процессе оттока от фронта ударной волны среда охлаждается и дополнительно поджимается в вертикальном направлении под действием общего гравитационного поля галактики, что приводит к дальнейшему увеличению его плотности.
Предложен тест для локализации особой области диска галактики – коротации.
Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Механика.- М.,1988.
Мишуров Ю.Н. // Астрон. журн. - 2006.-Т.83, № 12.- С.1-8.
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ТРАЕКТОРИИ КОМЕТЫ 17P/HOLMES
Докл.: студ. 5 к. Игнатченко А. П.
Рук.: зав. лаб., ст. преп. Невский М. Ю.
Были обработаны снимки кометы 17p/Holmes, полученные в интервале с 1-го по 19 ноября 2007 г. в обсерватории ЮФУ. Использовалась ПЗС-матрица и программное обеспечение фирмы Видеоскан на астрографе диаметром 150 мм. Выполнены измерения прямоугольных координат с помощью программы Abobe PhotoShop. Экваториальные координаты определялись программой HNSKY (Hallo Northern Sky). С помощью программы ‘Foto’ были посчитаны звездные координаты кометы на интересующие нас даты. Средние ошибки измерений координат звезд не превосходят 2 секунд дуги. Хотя отдельные звезды дают отклонение доходящее до 5 секунд. Полученные результаты были сравнены с истинными координатами для определения негравитационных возмущений кометы.
arvard.edu/iau/Ephemerides/Comets/0017P
ru/news/430619
6. ФОРМИРОВАНИЕ РАДИАЛЬНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КИСЛОРОДА И ЖЕЛЕЗА В ГАЛАКТИЧЕСКОМ ДИСКЕ
Докл.: студ. 5 к. Панченко Л. В.
Рук.: ст. преп. Ачарова И. А.
Показано, что усредненные по радиусу галактического диска распределения наблюдаемых обилий кислорода и железа , полученные по цефеидам, не описываются простой линейной функцией, а напротив, подтверждают бимодальный закон распределения, полученный в работах Андриевского С. с соавторами (2002-2004). При этом необходимо иметь в виду, что источники кислорода и железа существенно разные объекты, по разному распределенные в плоскости галактического диска. В данной работе дается объяснение схожести узора для радиального распределения обилия кислорода и железа.
Марочник Л.С. , Сучков А.А. Галактика.- М.:Наука, 1984.- 365с.
Маттеучи F. et. al. A new formulation of the Type Ia SN rate and its consequences on galactic chemical evolution // Mon. Not. Roy. Astron. Soc. -2006.- Vol. 372.- P.265-275.
7. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЗРАСТА ИРРЕГУЛЯРНЫХ ГАЛАКТИК
Докл.: маг. 1 г. Лямина Ю.А.
Рук.: проф. Щекинов Ю.А.
Было принято участие в программе изучения галактик в ближайшем войде Lynx-Cancer. Предполагается, что свойства населения войдов отличаются от свойств галактик поля. Проведено вычитание фона неба и в поверхностной фотометрии прямых изображений галактик J0843+4025 и J0859+3923 из базы данных SDSS в фильтрах u, g, r, i с использованием команд пакета AIP системы стандартной редукции астрономических данных MIDAS. Для этих обьектов получены графики профилей поверхностной яркости для фильтров u,g,r,i. Был определен возраст звездного населения путем сравнения наблюдаемых цветов с модельными эволюционными треками пакета PEGASE2.
[1] Aldering G., Bothun G., Kirshner R., Marzke R. 1997 Ap. J.
[2] Cowie L. 1991 Physica Scripta 36, 102
[3] Zwicky F. 1957. In Morphological Astronomy.
[4] Strauss M.,Willick J. 1995 Physics Reports 261, 271
8. СОДЕРЖАНИЕ ЕВРОПИЯ В ЗВЕЗДАХ ГАЛАКТИКИ
Докл.: студ. 5 к. Щербакова Н.М.
Рук.: ст. преп. Боркова Т.В.
Исследована распространенность содержаний химического элемента r-процесса – европия – в 2000 близких карликах и гигантах, принадлежащих различным подсистемам Галактики, на основе созданного компилятивного каталога, включающего все опубликованные спектроскопические определения относительных содержаний европия с 1989 по 2007 годы. Предполагаемая полнота охвата первоисточников с объемом более 5 звезд на апрель 2007 г. более 90%. Показано, что относительные содержания европия монотонно увеличиваются с возрастом от звезд самой молодой подсистемы тонкого диска к более старому толстому диску и остаются примерно постоянными в еще более старом собственном гало Галактики.
Секция «Биофизика, биокибернетика, медицинская физика»
Председатель жюри: проф. Владимирский Б.М.
Члены жюри: проф. Узденский А.Б., доц. Яценко В.К., зам. дир. НИИ НК Цукерман В.Д., зав. отд. НИИ НК Самарин А.И., зав. отд. НИИ НК Сухов А.Г.
1. Магнитная стимуляция
Докл.: студ. 2 к. Бережная Е.В.
Рук.: зав. отд. НИИ НК Сухов А.Г.
Начало магнитной стимуляции положил метод «транскраниальной магнитной стимуляции» (ТМС), разработанный в 1985 году. Под магнитной стимуляцией понимают воздействие на организм магнитных полей. В зависимости от величины их индукции они делятся на сверхслабые (менее 0,5 мТл), слабые (0,5-50 мТл), средние (50-500 мТл), и сильные (более 500 мТл).
Магнитная стимуляция по механизмам воздействия похожа на электрическую: под действием электромагнитной индукции в нервных тканях создаётся переменное электрическое поле, которое в свою очередь является причиной возникновения импульса тока.
То в отличие от электрической магнитная стимуляция имеет ряд преимуществ в использовании. Магнитные поля способны беспрепятственно проникать через любые анатомические структуры и возбуждать прикрытые ими ткани. Также благодаря этому стимуляция может вестись с некоторого расстояния и не требует предварительной обработки кожи, снятия одежды. Из-за того, что интенсивности индуцированных полей недостаточно для возбуждения болевых рецепторов, при стимуляции отсутствуют болевые ощущения. Всё это, а также положительный терапевтический эффект, наблюдаемый при использовании МС, безусловно способствуют всё более широкому исследованию магнитных полей и применению метода в медицине.
2. Импульсная магнитная стимуляция
Докл.: студ. 2 к. Ковалёва В.Д.
Рук.: зав. отд. НИИ НК Сухов А.Г.
Магнитные поля в медицине используют уже на протяжении длительного периода времени. Многие физиологи, биофизики изучают влияние этих полей на живые организмы, вследствие чего появляются новые методы магнитостимуляции, а именно транскраниальной магнитной стимуляции, как одного из наиболее эффективных видов физиотерапии.
Один из видов магнитотерапии – импульсная магнитная стимуляция – начал использоваться только в конце прошлого века, поэтому механизмы его медико-биологических эффектов изучены недостаточно. Известно, что в отличие от слабых магнитных полей, влияющих непосредственно на живые ткани, высокоинтенсивные магнитные поля вызывают появление более глубоких эффектов на клеточном уровне. Таким образом, импульсная магнитная стимуляция, вероятно, один из наиболее эффективных видов магнитотерапии. Это было продемонстрировано при лечении ряда серьёзных психоневрологических заболеваний, что свидетельствует о несомненной перспективности этого нового направления электромагнитотерапии. В то же время, остаются актуальными вопросы о критериях и границах применения метода, а также проблема поиска оптимальных режимов воздействия.
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЧАСТОТНЫХ СВОЙСТВ ПРОСТОГО ИНТЕГРИРУЮЩЕГО ПОРОГОВОГО НЕЙРОНА
Докл.: студ. 3 к. Ищенко И.А.
Рук.: с.н.с. НИИ НК Тикиджи-Хамбурьян Р.А.
В работе рассматривается модель простого интегрирующего порогового нейрона [1], при условии его активации входным синаптическим током, аппроксимируемым периодической функцией вида I(t) = R(0.5+0.5cos(wt)). Для решения дифференциального уравнения, описывающего мембранный потенциал модели, использовался метод Рунге-Кутта второго порядка точности, с временным шагом h ~ 10-3 мс, что обеспечивает погрешность вычисления менее 10-6 мс. Численный эксперимент проводился с использованием специализированного программного приложения, реализованного на языке программирования высокого уровня С . Построена зависимость максимальной, средней и минимальной частот импульсной активности модели единичного нейрона от частоты входного активационного тока. Выделены спектры частот входного сигнала, обуславливающие моночастотный режим работы нейрона, что будет использовано в качестве ключевого параметра кластеризации групп нейронов гетерогенной популяции.
4. Модель, имитирующая движения головы пациента в процессе томографии
Докл.: студ. 3 к. Осинов В.А.
Рук.: асп. НИИ НК Анищенко С.И.
Позитронная эмиссионная томография (ПЭТ) относительно длительная процедура и пациенту затруднительно оставаться неподвижным в течение всего периода получения данных. В связи с тем, что даже относительно небольшие смещения головы могут значительно ухудшить качество изображения, существует большое количество систем мониторинга движений, основанных на непосредственном контакте с пациентом. Ранее был разработан бесконтактный метод детектирования движений человека во время томографии. Для количественной оценки вклада различных факторов, влияющих на точность метода, разработана модель, имитирующая смещение головы относительно трех осей с шагом в один градус. Эта модель позволяет проанализировать геометрические соотношения между опорными точками на лице в зависимости от угла поворота головы и оптимизировать параметры метода.
5. Методы и алгоритмы выделения контуров объектов на биомедицинских изображениях
Докл.: студ. 4 к. Бирюков Т.В.
Рук.: с.н.с. НИИ НК Головань А.В.
В настоящее время существует большое количество систем автоматизированного анализа биомедицинских данных. Одна из основных частей таких систем связана с обработкой изображений, получаемых в ходе обследования (анализ крови, томография, рентгеноскопия и т.д.). В частности, особое внимание уделяется разработке методов для автоматической сегментации на изображениях специфических объектов, что позволит существенно ускорить и повысить качество процессов диагностики. В работе рассматриваются современные алгоритмы выделения контуров объектов, основанные на использовании высококонтрастных перепадов яркости, и алгоритмы классификации объектов заданного класса из всей совокупности сегментированных частей изображения. В перспективе наиболее эффективные алгоритмы будут использованы для разработки метода выделения кровяных телец на изображениях при исследовании препаратов крови.
6. Блок управления неинвазивного ультразвукового стимулятора головного мозга
Докл.: студ. 4 к. Хрхрян С.В.
Рук.: доц. Яценко В.К.
В работе излагаются основные принципы построения экспериментальной системы по исследованию параметров ультразвукового стимулятора головного мозга. Приводится схема эксперимента и конструкция составных частей системы. Основной упор делается на формирование потока ультразвуковых импульсов, воздействующих на структуру головного мозга подопытного животного – крысы. Для использования в качестве управляющего устройства ПК применяется микросхема программируемого сканирующего генератора AD 5932 производства Analog Devices.
В работе приводятся данные по построению системы управления, отвечающей международным стандартам качества.
7. Набор экспериментальных данных по свойствам ультразвукового стимулятора
Докл.: студ. 4 к. Щетинская О.С.
Рук.: доц. Яценко В.К.
В работе производится обработка экспериментальных данных, полученных на акустическом измерительном стенде плоского сканирования. Выбран алгоритм корректировки данных на конечность размера контрольного гидрофона-зонда. Получены результаты, очищенные от прогнозируемых искажений. Приводятся данные по сравнению с теоретическими расчетами по классической теории.
8. Программа управления неинвазивного ультразвукового стимулятора головного мозга
Докл.: студ. 4 к. Янков В.Р.
Рук.: доц. Яценко В.К.
В работе излагаются методы реализации программы управления микросхемы программируемого сканирующего генератора AD 5932 производства Analog Devices. Программа обеспечивает по USB-порту персонального компьютера управление потоком ультразвуковых импульсов, возбуждающих структуры головного мозга.
9. Оценка слабых взаимовлияний в нейронных ансамблях: алгоритм и программная реализация
Докл.: студ. 5 к. Родионова Л. Е.
Рук.: с.н.с. НИИ НК Ласков В.Н.
Цель работы – выбор и реализация метода исследования ассоциативных влияний в локальных сетях нейронов коры мозга, проявляющихся в отдельных фазах их реагирования на сенсорные стимулы и прямую электрическую стимуляцию коры мозга.
Получен экспериментальный материал о нейронных механизмах взаимодействия первичноспецифической таламической афферентации, а также о конкретной организации локальных межнейронных связей и взаимодействий разных типов нейронов в гомотопических и гетеротопических бочонковых колонках С1 коры мозга крыс. Отличительной особенностью данного исследования явилось то, что при одновременной регистрации импульсной активности 4-6 нейронов запуск тактильной стимуляции при построении соответствующих постстимульных гистограмм осуществлялся потенциалами действия каждого из нейронов поочередно. Построенные таким способом наборы гистограмм представляют собой результат интеграции постстимульных и постимпульсных эффектов. Гибридные гистограммы демонстрируют, в какой мере запускающий стимуляцию нейрон модифицирует по межнейронным ассоциативным связям синхронные реакции соседних нейронов одного ансамбля, показывают реальную передачу информации от одного коркового нейрона к соседним нейронам в их сети.
Результаты проведенного исследования показывают степень обусловленности межнейронных влиянийы структурой связей фонового состояния, выявляемой методом построения постимпульсных гистограмм. Оказалось, что наличие сильной связи в фоновой импульсной активности не всегда обеспечивает сильные межнейронные взаимодействия при совместном реагировании на сенсорные стимулы, а сильные взаимовлияния в процессе синергичного реагирования на эти стимулы в ряде случаев реализуются на основе слабых в фоне межнейронных связей.
С учетом этих нейрофизиологических данных разработана модель нейронной сети с исходно слабыми межнейронными связями, реализующая при поступлении мощного афферентного влияния на ее входы значимые внутренние и внешние ассоциативные межнейронные взаимодействия.
10. Неинвазивный ультразвуковой стимулятор для структур головного мозга крысы
Докл.: студ. 5 к. Романова В.Н.
Рук.: доц. Яценко В.К.
В работе исследуются пути создания узкого ультразвукового пучка цилиндрической формы, диаметром, не превышающим 1 миллиметра, для избирательного воздействия на структуры головного мозга крысы. Показано, что изменением апертуры сходящегося ультразвукового фронта можно регулировать протяженность цилиндрической части пучка и область охвата мозга по глубине. Для обеспечения контакта с головой крысы предложен конусный звуковод, заполненный иммерсионной жидкостью. Вершина конуса усечена до диаметра 7 миллиметров. При длине волны звукового излучения 0,56 миллиметров вносимые в лучевую картину искажения представляются допустимыми. Выбрана последовательность импульсов воздействия. Подготовлен эксперимент на подопытном животном.
11. Транскраниальный магнитный стимулятор с обратной связью
Докл.: студ. 5 к. Червинская Н.Ф.
Рук.: с.н.с. НИИ НК Ласков В.Н.
Большой интерес представляет задача разработки способов использования регистрируемой в диагностических целях ЭЭГ человека для регулирования и восстановления показателей его работоспособности. Прогресс в этом направлении наметился в последнее время в связи с развитием компьютерной энцефалографии, которая дала возможность фиксировать ЭЭГ в виде процесса и использовать непосредственно и отсрочено в контурах управления с обратной связью при различных физиотерапевтических воздействиях, в том числе и опосредованных магнитным полем.
Наличие обратной связи необходимо при физиотерапевтических воздействиях в силу хронобиологических и многих других факторов, поскольку терапевтический диапазон интенсивностей, частот, времени экспозиции сильно варьирует даже у одного и того же человека в разное время суток и в разные фазы его других биоритмов. Произвольное попадание в разные фазы чувствительности и энергообеспечения ответных реакций делают обычную физиотерапию практически непредсказуемой для многих больных, принося им вместо ожидаемого облегчения углубление патологического процесса.
Рассматривается конструкция двухканального транскраниального магнитного стимулятора с обратной связью, интерактивно воздействующего на кору головного мозга импульсами магнитного поля напряженностью до 100 мТл в моменты миллисекундной синхронизации экстремумов волн ЭЭГ, которые связывают с процессами интеграции в центральной нервной системе.
12. Формирование динамических стереотипов в целях верификации личности
Докл.: студ. 1 г. маг. Гутлянский С. Е.
Рук.: с.н.с. НИИ НК Самарин А.И.
Известно, что в качестве скрытой биометрической характеристики для идентификации личности используются параметры подсознательных движений, в частности, письма или индивидуального клавиатурного подчерка. Проведенные исследования этих биометрических показателей выявили, что в настоящее время в связи с активным переходом с письма на печатанье, одни стереотипы, приобретенные в детстве, стираются, а вторые оказываются неустойчивыми. Кроме того, сами выявляемые в процессе исследования параметры очень сильно зависят от функционального состояния человека.
При разработке комплексной системы идентификации личности по биометрическим показателям нами предложено формировать такой стереотип на примере обучения воспроизведению простой темповой последовательности, имеющей 128 вариаций, при нажатии клавиш.
Эксперименты показали, что в течение короткого времени у тестируемого может быть выработан устойчивый навык, переходящий в стереотип подсознательных движений, который в дальнейшем используется в комплексной системе идентификации личности в качестве третьей скрытой индивидуальной характеристики человека.
13. Введение в проблему пространственной навигации у высокоорганизованных животных. Обзор литературы
Докл.: студ. 1 г. маг. Калмыков В.Е.
Рук.: зам. дир. НИИ НК Цукерман В.Д.
Рассматриваются современные данные о специализированных нейронных сетях мозга в энторинальной коре и гиппокампальной фармации. Описываются функциональные свойства нейронов этих структур мозга в решении проблемы идентификации местоположения животного в пространстве. Формулируется постановка задачи для вычислительных модельных исследований.
14. Событийное кодирование и масштабные преобразования в нейронных сетях с четным циклическим торможением
Докл.: студ. 1 г. маг. Каримова О. В.
Рук.: зам. дир. НИИ НК Цукерман В.Д.
В вычислительных экспериментах на моделях сетей с четным циклическим торможением показано, что разрешающая способность сети прогрессивно возрастает от внутреннего к внешнему кольцу информационных единиц. Это важное свойство ECI-сетей может быть использовано для решения проблемы трансляции сигналов пространственного окружения в нейросетевое пространство. Решение этой проблемы имеет принципиальное значение, в частности, в пространственной навигации, где в ряде случаев ее точность имеет особую важность. Показано, что нейронная сеть может осуществлять динамические преобразования, которые приводят к многочисленным масштабным представлениям сенсорной информации.
15. Измерение динамики уровня внутриклеточного кальция в клетках брюшной нервной цепочки речного рака
Докл.: студ. 1 г. маг. Кан М.Н.
Рук.: проф. Узденский А.Б.
Свободные ионы Ca2+ играют ключевую роль в процессах передачи сигналов в клетке. В частности, изменение концентрации Ca2+ в цитоплазме ([Ca2+]i) регулирует нейрональную активность, а также развитие клеточной смерти. Целью данной работы было изучение динамики [Ca2+]i с помощью флуоресцентного красителя indo-1-AM. В качестве объекта исследования использовался гомогенат брюшной нервной цепочки речного рака. С помощью спектрофлуориметра «Флуорат Панорама-02» изучена динамика концентрации Ca2+ при инкубации гомогената нервной цепочки с тапсигаргином, ингибитором кальциевой АТФазы эндоплазматического ретикулума. Показано, что уровень кальция в цитозоле резко повышался уже через 5 минут после добавления тапсигаргина, а через 30 минут достигал насыщения. Следовательно, кальциевые АТФазы эндоплазматического ретикулума снижают уровень внутриклеточного кальция в клетках брюшной нервной цепочки речного рака, а их ингибирование тапсигаргином приводит к повышению [Ca2+]i.
Секция «Методика преподавания физики»
Председатель: проф. Богатин А.С.
Члены жюри: проф. Цветянский А.Л., проф. Монастырский Л.М., доц. Крыштоп В.Г., доц. Герасимов С.А., доц. Старикова А.Л., доц. Файн Е.Я., доц. Филиппенко В.П., доц. Фомин Г.В., ст. преп. Файн М.Б.
1. ПРИНЦИП УСТРОЙСТВА ЖК-МОНИТОРОВ И ТЕЛЕВИЗОРОВ В ПРЕПОДАВАНИИ ФИЗИКИ
Докл.: студ. 1 к. Каминская И.А., Зыкова Т.И.
Рук.: доц. Мясникова А.Э.
Принцип устройства современных ЖК-мониторов – вопрос, интересующий большинство студентов и школьников. При этом его обсуждение позволяет наглядно продемонстрировать практическое применение нескольких разделов электричества, оптики и молекулярной физики.
2. МОДЕЛЬ ФОНТАНА ГЕРОНА
Докл.: студ. 1 к. Михайлуц Ю.В.
Рук.: проф. Рошаль С.Б.
Фонтан Герона – это конструкция, представляющая собой емкость для воды, соединенную трубками с двумя находящимися под ней сосудами. Первый сосуд – пустой – находится ниже второго, второй сосуд с водой. Все соединения герметичны. Вода поступает из емкости в пустой сосуд, вытесняя из него воздух. Воздух под давлением поступает из первого сосуда во второй, тем самым вытесняя из него воду. По трубке, соединяющей дно емкости и дно второго сосуда, вода поднимается под давлением, фонтанирует и из емкости поступает в первый сосуд. Процесс продолжается до тех пор, пока уровень воды в первом и втором сосудах не сравняются.
3. МОДЕЛЬ МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЯ
Докл.: студ. 1 к. Михайлуц Ю.В.
Рук.: проф. Рошаль С.Б.
Модель металлоискателя представляет собой мультивибратор, УНЧ (1 каскад) и катушка индуктивности. Катушка индуктивности одним концом соединена с коллектором одного из транзисторов мультивибратора, а другим концом – с минусом источника питания. Принцип действия прибора состоит в изменении индуктивности катушки при поднесении к ней металла.
4. РАСЧЕТ ЗАВИСИМОСТИ ФУНКЦИИ ВИДНОСТИ ОТ ШИРИНЫ ИСТОЧНИКА В ИНТЕРФЕРОМЕТРЕ ЮНГА
Докл.: студ. 2 к. Сидоренко О.
Рук.: доц. Шуваева Е.Т.
В работе показано, что с увеличением ширины источника фон непрерывно растет, найдены значения интенсивности в максимумах и минимумах. Обсуждается возможность экспериментального определения радиуса пространственной когерентности с помощью интерферометра Юнга.