Fizyka

Relaksacje migracyjne w ciałach stałych

Grzegorz Haneczok

W pracy szczegółowo przedstawiono ogólne podejście do procesów relaksacyjnych, jako metody badawczej stosowanej zarówno w fizyce ciała stałego jak i inżynierii materiałowej. Szczególną uwagę poświęcono relaksacjom migracyjnym, dla których mechanizm zjawiska kontrolowany jest przez dyfuzję. W kolejnych rozdziałach omówiono ideę równań materiałowych, procesy dyfuzyjne, formalny opis stanów nierównowagowych w podejściu równań kinetycznych, tzw. uniwersalną funkcję odpowiedzi (model Coupling), oraz techniki eksperymentalne stosowane w praktyce badawczej uzupełnione o stosowne przykłady. W obszernym rozdziale 7-mym (ponad połowa całego opracowania) przedstawiono szczegółowe problemy badawcze: dyfuzja atomów roztworu międzywęzłowego w metalach bcc (relaksacja Snoeka), dyfuzja atomów roztworu substytucyjnego (relaksacja Zenera), relaksacje w układzie silnie oddziałujących dipoli (tlenki o strukturze fluorytu), relaksację wiskosprężystą (model fraktalny) oraz relaksację strukturalną w stopach amorficznych na bazie żelaza.

Ryzyk-fizyk, czyli sens niepoważnych eksperymentów naukowych

Michał Krupiński

Czy ciekawiło was kiedyś, od czego zależy czas sikania? Albo jak spaghetti się łamie? A może zastanawialiście się, co właściwie robi bąbelek w piwie i czy naprawdę można chodzić po wodzie? Choć takie pytania mogą wydawać się dziwaczne - nawet głupie - warto wiedzieć, że tysiące fizyków na całym świecie z zaangażowaniem szukają na nie odpowiedzi, a ich wnioski są później doceniane w środowisku naukowym. Niepoważne pytania nie muszą prowadzić do niepoważnych konkluzji. To właśnie z połączenia wiedzy i wywrotowości rodzi się postęp w nauce. Michał Krupiński, fizyk całkowicie zwariowany na punkcie popularyzacji nauki, pokazuje, jak działa świat i w jaki sposób naukowcy dochodzą do tej wiedzy - wszystko to bez uciekania się do skomplikowanych zagadnień z górnej naukowej półki.

Sir Roger Penrose. Geniusz i jego droga do rzeczywistości

Patchen Barss

Pierwsza biografia opisująca fascynujące i niezwykle trudne życie laureata Nagrody Nobla, fizyka Rogera Penrose'a W wieku sześciu lat Roger Penrose odkrył zegar słoneczny na polanie niedaleko domu. Za sprawą tego urządzenia, utkanego ze światła, cienia i czasu, ujrzał "świat poza światem" pełen olśniewająco pięknej geometrii. Tak rozpoczął długą podróż, dzięki której ostatecznie został jednym z najbardziej wpływowych matematyków, filozofów i fizyków. Penrose pokazał, jakie są ograniczenia ogólnej teorii względności, wyznaczył nowe kierunki badań w fizyce teoretycznej i zadziwił innych uczonych oraz swoich licznych wielbicieli elegancją i pięknem swoich odkryć. Niemniej przyszło mu zapłacić za ten ogromny sukces wysoką cenę: nie potrafił pielęgnować relacji z najbliższymi mu osobami, zwłaszcza kobietami, które troszczyły się o niego lub razem z nim pracowały. Patchen Barss wykorzystuje liczne wywiady, a także zagląda do nieznanych do tej pory dokumentów archiwalnych, by naszkicować poruszający portret Penrose'a, laureata Nagrody Nobla, i Rogera, zwyczajnego człowieka pełnego wątpliwości. Nie tylko opisuje jego niezwykłe życie, ale także zastanawia się, kim trzeba być, żeby zostać geniuszem i kto ostatecznie ponosi ofiarę, dzięki której jednemu człowiekowi udaje się zajść tak daleko.

Stany splątane. Fizyka a literatura współczesna

Dominika Oramus

Stan splątany to układ kwantowy dwóch lub więcej cząstek elementarnych wykazujący, jak to określał Einstein, „upiorne działanie na odległość”. Gdy dokonujemy pomiaru stanu jednej cząstki, druga „dostosowuje” do niej swoje parametry. Innymi słowy, dwa odległe i pozornie niezależne zjawiska okazują się ściśle ze sobą związane, a opis jednego z nich musi uwzględniać drugie.   W niniejszej książce termin „stany splątane” należy rozumieć jako metaforę określającą współzależność między fizyką a literaturą. Wykorzystując aparat badawczy literaturoznawstwa, autorka opisuje zależności pomiędzy fizyką a literaturą ostatnich stu lat. Genezą pracy było spostrzeżenie, że uproszczenia i skróty myślowe opisujące fizykę lub zjawiska z nią związane powracają konsekwentnie w kulturze XX wieku i później. Są wśród nich: z jednej strony rozłam intelektualny Zachodu na humanistykę i nauki ścisłe oraz osłabienie wiary w naukę i postęp, z drugiej zaś mit genialnego naukowca i jego moralnej odpowiedzialności za własne odkrycia.

Struktura rewolucji relatywistycznej i kwantowej w fizyce

Wojciech Sady

Filozofowie nauki, epistemolodzy i kognitywiści znajdą w tej książce oryginalne w skali światowej wyjaśnienie, jak – wbrew temu, że nasze myślenie jest kształtowane przez przyswojone style myślowe – doszło do dwóch wielkich rewolucji w fizyce. Wyjaśnienie to zostało szczegółowo zilustrowane materiałem historycznym. Prowadzone rozważania będą zrozumiałe również dla tych, którzy nie posiadając odpowiedniego wykształcenia, nie będą rozumieli części przytoczonych w tekście równań matematycznych. Fizycy, czytając tę książkę, poznają ważną część historii własnej dyscypliny – i wielu z nich zdziwi się zapewne, jak niewiele o niej wiedzieli, a nawet jakim mitom na temat tej historii ulegali. Rewolucyjne zmiany stylów myślowych zdarzały się też w innych dziedzinach naszego życia. Czy następowały one w sposób podobny do tych, które doprowadziły do zastąpienia fizyki klasycznej fizyką kwantową i relatywistyczną, nie da się z góry rozstrzygnąć. Ale zawarte w tej książce rozważania mogą pobudzić innych do podjęcia badań nad intelektualnymi dziejami ludzkości.  

Symulacje komputerowe w fizyce

Maciej Matyka

Książka prezentuje algorytmy umożliwiające komputerowe symulowanie rozmaitych procesów fizycznych. Po przedstawieniu metody różnicowej rozwiązywania zwyczajnych równań różniczkowych, Autor pokazuje, w jaki sposób zastosować ją przy rozwiązywaniu konkretnych problemów fizycznych. Opisano między innymi: Symulowanie zjawisk mechaniki klasycznej w oparciu o prawa dynamiki Newtona Rozwiązanie numeryczne równania falowego Symulacje dynamiki cieczy nieściśliwej Rozwiązanie numeryczne równania Schrödingera "Symulacje komputerowe w fizyce" to książka, którą powinni zainteresować się nie tylko fizycy: niektóre przedstawione tu algorytmy znajdują zastosowanie w aplikacjach CAD/CAM, a nawet przy tworzeniu gier komputerowych.

Symulacje komputerowe w fizyce. Wydanie II

Maciej Matyka

Symulacje komputerowe - od podstaw! Poznaj metody numeryczne Naucz się stosować je w praktyce Odkryj świat symulacji komputerowych Ostatnie kilkadziesiąt lat to okres burzliwego rozwoju technologii informatycznych i ciągłego zwiększania możliwości komputerów dostępnych dla coraz to szerszych rzesz użytkowników. Z zaawansowanych narzędzi graficznych i symulacyjnych mogą obecnie korzystać już nie tylko profesjonaliści zatrudnieni w dużych korporacjach dysponujących ogromnymi zasobami finansowymi, lecz również pasjonaci, programiści i graficy pracujący dla niewielkich firm, które tworzą animacje komputerowe na użytek przemysłu czy branży rozrywkowej. Realistyczne, uniwersalne i interaktywne efekty można tu uzyskać tylko w jeden sposób: wykorzystując fizyczne metody symulacji ruchu, do tego zaś niezbędna jest odpowiednia wiedza. Drugie wydanie książki Symulacje komputerowe w fizyce wprowadzi Cię w podstawy metod numerycznych oraz przedstawi ich zastosowanie w praktyce. Dowiesz się, jak przeprowadzać symulacje prostych i bardziej złożonych zjawisk fizycznych, rozwiązywać równanie falowe oraz symulować zachowanie cieczy nieściśliwych i gazów, a nawet wkroczysz w tajemniczy świat fizyki kwantowej. Symulacja flagi trzepoczącej na wietrze, miękkiej piłki odbijającej się od powierzchni czy oporu, który powietrze stawia jadącemu samochodowi? Przekonasz się, że to nic trudnego! Książka jest przeznaczona zarówno dla studentów, jak i uczniów starszych klas szkół średnich, dla których może stanowić wstęp do praktycznego programowania symulacji i modelowania fizycznego w animacji komputerowej. Pozycja szczególnie zainteresuje studentów oraz kadrę dydaktyczną kierunków ścisłych, na przykład wykładowców modelowania komputerowego czy fizyki komputerowej, dla których może być punktem wyjścia do dalszego zgłębiania przedstawionych modeli. Do książki dołączony jest zbiór napisanych w językach C++, OpenGL oraz HTML5 programów, które ilustrują sposób przeprowadzania opisanych symulacji. Symulacje zjawisk mechaniki klasycznej Dynamika ciał miękkich w czasie rzeczywistym Rozwiązanie numeryczne równania falowego Symulacje dynamiki płynów (CFD) Rozwiązanie numeryczne równania SchrOdingera Poznaj metody numeryczne od podszewki!

Szczególna teoria względności i klasyczna teoria pola. Teoretyczne minimum

Art Friedman, Leonard Susskind

Dzięki kolejnym książkom serii "Teoretyczne minimum" piękno współczesnej fizyki stało się dostępne dla wszystkich, którym niestraszne są równania matematyczne. Najpierw ukazał się tom wyjaśniający mechanikę klasyczną, a potem książka poświęcona mechanice kwantowej. Teraz, w trzecim tomie serii, Leonard Susskind i Art Friedman zajęli się klasyczną teorią pola, stanowiącą podstawę newtonowskiej teorii grawitacji i teorii elektromagnetyzmu Maxwella, oraz szczególną teorią względności Einsteina, która jest bez wątpienia jednym z największych osiągnięć fizyki klasycznej. Wykorzystując najprostszy jak to możliwe opis matematyczny (ale nigdy uproszczony!), zrozumiałe diagramy i barwne postacie będące alter ego autorów, Susskind i Friedman zabierają nas w fascynującą podróż do wszechświata Einsteina. Seria "Teoretyczne minimum", łącząca ścisłe, matematyczne podejście z oryginalnym humorem, jest doskonałym przewodnikiem po świecie fizyki dla wszystkich, którzy chcą wyjść poza zakres materiału dostępny w tradycyjnych książkach popularnonaukowych, ale nie wiedzą, od czego zacząć. Teoria względności i teoria pola odgrywają kluczową rolę we współczesnej fizyce. W książce Susskinda i Friedmana te ważne obszary fizyki zostały wyjaśnione po mistrzowsku - z ogromną głębią, ale i z dowcipem. Prawdziwa fizyka wygląda właśnie tak, jak została tu pokazana. Sean Carroll, autor książki "Nowa perspektywa: pochodzenie życia, świadomości i wszechświata" Prawdziwe arcydzieło, które na pewno wytrzyma próbę czasu. Ogromnie żałuję, że takiej książki nie było, gdy ja kiedyś poznawałem fizykę klasyczną. "Szczególną teorię względności i klasyczną teorię pola" czyta się z prawdziwą przyjemnością. Stephon Alexander, kosmolog, Uniwersytet Browna, autor książki "Jazz i fizyka. Tajemniczy związek muzyki ze strukturą Wszechświata" Leonard Susskind jest profesorem fizyki na Uniwersytecie Stanforda i jednym z twórców teorii strun. Jest autorem wielu książek, między innymi "Mechaniki kwantowej" (napisanej wspólnie z Artem Friedmanem) i "Teoretycznego minimum" (które napisał razem z Georgem Hrabowskym). Art Friedman jest konsultantem, specjalistą od przetwarzania danych i współautorem "Mechaniki kwantowej". Od młodości interesuje się fizyką i stale pogłębia swoją wiedzę z tej dziedziny.