Порядковый № 31. Код работы: 08.05.2011

Название:  Физические свойства новых "классических" колец Сатурна и Реи

Автор: А. Чернова (СОФМШ, 11 класс, 2010-2011 учебный год)

Примечания: работа выполнена под научным руководством старшего преподавателя кафедры общей и теоретической физики СамГУ, к.ф.-м.н., Филиппова Ю.П, отмечена дипломом победителя второй степени в секции "Астрономия"  на Итоговой научно-практической конференции учащихся Самарской областной физико-математической школы в 2011 г и представлена (вне конкурса)  на Самарской областной научно-практической конференции школьников  2011 года.

Аннотация

В данной работе решена задача об определении радиусов колец Реи A, B, C по данным эксперимента, полученным космическим аппаратом «Кассини». Для частиц-спутников колец Реи и новых колец Сатурна вычислены периоды обращения, угловая и линейная орбитальная скорость, центростремительное ускорение. Выполнена оценка минимальной и максимальной массы тел колец Реи с использованием данных наблюдений и результатов предшественников. Получено аналитическое выражение для радиуса сферы Роша для Реи и Сатурна в случае твердотельного спутника. Выполнен численный расчет данного радиуса и показано, что все три кольца Реи и новые кольца Сатурна лежат вне сферы Роша. Выполнен численный анализ результатов для четырех гравитационных сфер на примере Реи и Сатурна. Показано, что все кольца Реи лежат вне сферы тяготения, но внутри сфер действия, Хилла и влияния. А новые кольца Сатурна лежат внутри сфер тяготения, действия, Хилла и влияния. Опираясь на полученные численные результаты, построена 2D-карты гравитационных сфер и сферы Роша для Реи и Сатурна, с указанием расположения колец. Данная карта позволяет наглядно представить в масштабе картину расположения колец по отношению к основным областям окрестностей Реи и Сатурна.
 

Скачать: pdf-файл (demo) работы (полная версия работы  ̶  48 стр.)

Порядковый №32. Код работы: 09.05.2011

Название: Основные физические свойства радуг высших порядков в атмосферах Земли и Титана

Автор:  В. Судойская  (СОФМШ, 11 класс, 2010-2011 учебный год)

Примечания: работа выполнена под научным руководством старшего преподавателя кафедры общей и теоретической физики СамГУ, к.ф.-м.н., Филиппова Ю.П, отмечена дипломом победителя второй степени в секции "Теоретическая физика"  на Итоговой научно-практической конференции учащихся Самарской областной физико-математической школы в 2011 г и представлена (вне конкурса)  на Самарской областной научно-практической конференции школьников  2011 года.

Аннотация

В работе вычислены экстремальные значения угла отклонения и угла падения световых лучей, порождающих радуги третьего-десятого порядков с учетом эффекта дисперсии. Исследованы соответствующие зависимости. Здесь выявлено распределение цветов по углу отклонения. Показано, что радуги располагаются на небосводе парами, причем не только в направлении "от Солнца", но и в направлении "на Солнце". Показано, что с увеличением порядка радуги ее угловая ширина возрастает. Получено угловое распределение потока света для одиночной капли воды, в случае световых лучей, порождающих радуги третьего-десятого порядков. У всех представленных кривых имеются ярко выраженные пики, соответствующие положению радуг третьего-десятого порядка соответственно. У всех радуг имеется одна четко выраженная граница, на которой величина потока скачком падает на 4-8 порядков и одна размытая. Степень размытости возрастает, а "ширина", пика падает с ростом N.  Исследованы парциальные и полное сферические альбедо для капли воды с радиусом 10 мкм. Показано, что основная часть излучения, отбрасываемого частицей прочь, приходится на лучи, проходящие одну хорду внутри частицы и покидающие тело последней (N=1). Лучи, порождающие основную вторичную радугу уносят соответственно 4% и 0.5% от полного потока изучения, отбрасываемого частицей. Исследованы геометрические свойства радуг первого-десятого порядков, могущих образовываться на каплях метана и этана в атмосфере Титана. Показано, что геометрия и распределение потока излучения метановых радуг подобны случаю водяных радуг, в силу малого различия коэффициента преломления. Напротив, в случае этановых радуг геометрия и распределение потока излучения существенно отличается, в силу существенного различия n.

Скачать: pdf-файл (demo) работы (полная версия работы  ̶  52 стр.)

Порядковый № 33. Код работы: 10.05.2011

Название: Динамика сферического тела, падающего в атмосфере Марса

Автор: А. Першин  (СОФМШ, 11 класс, 2010-2011 учебный год)

Примечания: работа выполнена под научным руководством старшего преподавателя кафедры общей и теоретической физики СамГУ, к.ф.-м.н., Филиппова Ю.П, отмечена дипломом победителя третьей степени в секции "Теоретическая физика"  на Итоговой научно-практической конференции учащихся Самарской областной физико-математической школы в 2011 г и представлена (вне конкурса)  на Самарской областной научно-практической конференции школьников  2011 года.

Аннотация

В настоящей работе выполнена адаптация модели процесса падения неидеального метеороида в атмосфере планеты с учетом нелидирующих факторов, предложенной в работе А Комендатяна, к условиям атмосферы и поля тяготения Марса. Решена задача об определении массовой плотности смеси основных газов атмосферы Марса, как функции высоты с учетом ее химического состава и использованием обобщенной барометрической формулы. Выполнено обобщение замкнутой системы дифференциальных уравнений модели А. Комендатяна на случай реактивных сил ракетных двигателей (включаемых в определенный момент времени). Предложен новый сценарий процедуры обезразмеривания системы уравнений и начальных условий. Замкнутая система шести дифференциальных уравнений с учетом начальных условий решена численным образом в двух частных важных случаях: для 1) сферической частицы-метеороида из водяного льда с R=1 мм, V_0 = 50 км/c, θ = 45° и для 2) спускаемого модуля, имеющего сферическую оболочку из титана с R=0.5 м и толщиной 1 см, начиненного ракетным жидким топливом и полезной нагрузкой с массой, равной 20 кг, падающего с начальной скоростью V_0=5.022$ км/c и θ = 30°. Подробно исследованы траектория и зависимости y(t), V(y), R(y), [Δm/m](y), Fdr(y), FQ(y) в четырех основных областях атмосферы. Показано, что на "прошивку" атмосферы модуль затрачивает около 83 секунд. На высоте 32 км включаются реактивные двигатели, запрограммированные на торможение, в результате чего, скорость резко падает и у поверхности планеты она составляет лишь 0.17 м/c, что обеспечивает относительно мягкую "посадку" модуля на поверхность планеты и сохранность научного оборудования.  Сила сопротивления и тепловой поток при этом достигают максимальных значений на высоте 10.3 и 13.8 км соответственно.

Скачать: pdf-файл (demo) работы (полная версия работы  ̶  49 стр.)

Порядковый № 34. Код работы: 11.05.2011

Название: Количественный анализ корпускулярного аналога эффекта Робертсона-Пойнтинга

Автор: М. Макеева (СОФМШ, 10 класс, 2010-2011 учебный год)

Примечания: работа выполнена под научным руководством старшего преподавателя кафедры общей и теоретической физики СамГУ, к.ф.-м.н., Филиппова Ю.П.,  отмечена  дипломом победителя первой степени в секции "Астрономия" на Итоговой научно научно-практической конференции школьников СОФМШ в 2011 г и представлена (вне конкурса) на Самарской областной научно-практической конференции школьников  2011 года.

Аннотация

В данной работе выполнен расчет силы давления корпускулярного излучения Солнца, действующей на сферическую частицу. Полученный результат является функцией гелиоцентрического расстояния и радиуса частицы. На основе этого получено точное аналитическое выражение для тормозной силы Пойнтинга-Робертсона корпускулярного излучения Солнца. С использованием построенного нами потенциала давления корпускулярного излучения, потенциала давления электромагнитного излучения Солнца, построенного в работе М. Коровиной, и энергетического подхода к решению задач механики вычислена скорость падения сферической пылевой частицы на Солнце под действием сил Пойнтинга-Робертсона. Показано, что данная скорость зависит лишь от светимости Солнца и характеристик солнечного ветра, а также от оптических, геометрических и динамических  характеристик частицы. В работе получено выражение для оценки времени жизни частицы на случай круговой орбиты. Здесь же представлена методика усовершенствования результатов на случай эллиптической орбиты. С использованием несложных алгебраических приемов, не прибегая к инструментам интегро-дифференциального исчисления, автору настоящей работы удалось построить аналитические выражения для законов эволюции основных параметров орбитального движения частицы, с учетом как электромагнитного так и корпускулярного излучений Солнца. Продемонстрировано, что отношение сил F_{PR}^{SW}/F^{EMR}_{PR} = 0.4497, что указывает на принципиальную необходимость учета силы F_{PR}^{SW} в расчетах наблюдаемых и целесообразность настоящей работы. Представлены оценки времени жизни частиц для восьми главных метеорных потоков. Наши результаты согласуются по порядку величины с результатами предшественников.

Скачать: pdf-файл (demo) работы (полная версия работы  ̶  38 стр.)

Порядковый № 35. Код работы: 12.05.2011

Название: Количественный анализ двух альтернативных методик определения интенсивности света точечных источников

Автор: А. Синотов, Д. Доманин  (ЛАП № 135, 11 класс, 2010-2011 учебный год)

Примечания: работа выполнена под научным руководством старшего преподавателя кафедры общей и теоретической физики СамГУ, к.ф.-м.н., Филиппова Ю.П. Работа отмечена поощрительной грамотой на Самарской городской научно-практической конференции школьников в 2011г и представлена в секции "Астрономия" Самарской областной научно-практической конференции школьников в 2011 г.

Аннотация

В настоящей работе сформулированы общие положения методики определения потока излучения (интенсивности) с использованием кювета с абсорбентом. Решены задачи об определении коэффициентов отражения, прохождения, поглощения излучения одиночной абсорбирующей пластинкой, в случае двух, трёх и n  абсорбирующих пластинок. Полученные результаты исследованы численным образом на примере следующих сортов стёкол: кронгласа BK-7 и флинтгласа SF-4 для различных значений бугеровского коэффициента поглощения. В работе представлены подробные алгоритмы практического определения коэффициентов прохождения и отражения по данным наблюдений. Представлены итоговые результаты для определения потока и интенсивности излучения точечного источника. Сформулированы общие положения методики определения потока излучения с использованием поляризационных пластин. С использованием астрономических данных и шкалы звёздных величин представлен подробный алгоритм практического определения комбинации параметров I_ins/(t_p · t_a). Представлен сравнительный анализ двух методик с указанием их основных преимуществ и недостатков. К основным преимуществам первой методики стоит отнести простоту изготовления основных составляющих прибора, дешевизну используемых материалов. Следует также отметить, в рамках настоящей методики легко определить ошибку вычислений искомой величины. К основным преимуществам второй методики следует отнести компактность и относительную легкость оптической скамьи с использованием поляризационных пластин. Здесь можно определить степень частичной поляризации P излучения источника. Данный параметр является важным для изучения природы как самого источника, так и межзвездной среды.

Скачать: rtf-файл (demo) работы (полная версия работы  ̶   56 стр.)

Порядковый № 36. Код работы: 13.05.2011

Название: Основные физические свойства оптического телескопа с жидким  главным зеркалом

Автор: Р. Федосеев (ЛАП № 135, 11 класс, 2010-2011 учебный год)

Примечания: работа выполнена под научным руководством старшего преподавателя кафедры общей и теоретической физики СамГУ, к.ф.-м.н., Филиппова Ю.П. и отмечена 1) дипломом победителя первой степени на Самарской городской научно-практической конференции школьников в 2011г, в секции "Астрономия"; 2) дипломом победителя первой степени на Самарской областной научно-практической конференции школьников  в 2011г, в секции "Астрономия" в 2011г. 

Аннотация

В данной работе решена задача о параболическом зеркале. Рассмотрен важный частный случай общего решения -- случай сферического зеркала. Решена задача о жидком зеркале, а именно строго теоретически обоснован экспериментальный факт – поверхность вращающейся жидкости в установившемся режиме имеет профиль квадратичной параболы. Определены области допустимых значений угловой скорости вращения зеркала для трех существующих  телескопов с главным жидким зеркалом: International Liquid Mirror Telescope, Large Zenith Telescope и Advanced Liquid-mirror Probe for Astrophysics, Cosmology and Asteroids. Представлены редуцированные аналитические выражения для основных характеристик телескопа с жидким зеркалом  с учетом полученных выше результатов. Численный анализ полученных результатов выполнен на примере выше указанных телескопов.  Выполнен расчет интегрального альбедо параболического зеркала. Получено строгий аналитический результат в интегральном виде. С использованием системы аналитических вычислений Mathematica автору настоящей работы удалось вычислить последний результат и представить итоговый ответ в терминах элементарных функций. Показано, что в практически допустимом интервале значений ω для всех выше обозначенных телескопов на основе ртути альбедо фактически постоянно и не зависит ни от ω, ни от диаметра зеркала D. При этом оно равно A = 0.056. Для сбора б´ольшего количества света данным телескопом, необходимо использовать как можно более оптически плотную жидкость.

Скачать: rtf-файл (demo) работы (полная версия работы  ̶  49 стр.)

Порядковый № 37. Код работы: 14.05.2011

Название:  Определение основных кинематических параметров Титана по данным наблюдений

Автор: В. Акимов  (ЛАП № 135, 9 класс, 2010-2011 учебный год)

Примечания: работа выполнена под научным руководством старшего преподавателя кафедры общей и теоретической физики СамГУ, к.ф.-м.н., Филиппова Ю.П. и отмечена 1) дипломом победителя третьей степени на Самарской городской научно-практической конференции школьников в 2011г, в секции "Астрономия"; 2) дипломом победителя второй степени на Самарской областной научно-практической конференции школьников  в 2011г, в секции "Астрономия" в 2011г.   

Аннотация

В настоящей работе решена задача об определении угловой скорости ω_vis видимого движения небесного объекта по небосводу. С использованием полученного результата вычислены расстояния до Сатурна по данным пяти сеансов наблюдений, полученных Филипповым Ю.П. Погрешность определения искомой величины не превосходит 1.4%. Решена задача об определении радиуса орбиты спутника.  С использованием данных наблюдений вычислен радиус орбиты Титана (в приближении круговой орбиты) с относительной погрешностью 0.26%. Решена задача об определении расстояния до Титана, его полярного угла, периода обращения спутника, угловой и линейной скорости орбитального движения, центростремительного ускорения. Представлен расчет массы планеты и ее средней массовой плотности на основе законов Ньютона и свойств потенциальных сил. Искомые величины определены с точностью 4.76% и 2.28% соответственно.

Скачать: rtf-файл (demo) работы (полная версия работы  ̶  45 стр).

Порядковый № 18.  

Порядковый № 19.

Порядковый № 20.