Вестник Дагестанского государственного университета. Серия 1: Естественные науки
2019. — Выпуск 4
Содержание:
Экспериментально исследованы резонансные эффекты в электромагнитных спектрах слабопоглощающих частиц в виде шара и цилиндра с высокой диэлектрической проницаемостью (ɛ >100). В измеренных спектрах в ГГц диапазоне частот помимо электрических резонансов наблюдаются интенсивные магнитные резонансы. Вихревые токи смещения в диэлектрике приводят к возникновению магнитных диполей и возникновению отрицательной магнитной восприимчивости в области резонанса у шара и цилиндра. Диэлектрические элементы со свойствами магнитных диполей могут быть использованы при создании новых метаматериалов.
Ключевые слова
Численным моделированием и экспериментально исследована возможность пространственной сепарации частиц микронного размера в линейной квадрупольной электродинамической ловушке. Численным моделированием исследованы смеси из двух и трех сортов частиц, отличающихся плотностью и размером. Экспериментально пространственная сепарация получена с полидисперсным порошком AlO размерами 10-40 мкм. При численном моделировании пространственное разделение по высоте получено как при произвольно заданных зарядах при одинаковом отношении заряда к массе частиц, так и при расчетах с экспериментально измеренными зарядами частиц при их зарядке в коронном разряде.
Ключевые слова
Разработана установка термического анализа на базе измеритель-регулятора ТРМ136 с возможностью подключения и использования персонального компьютера совместно с IP-камерой для анализа данных, построения графиков изучаемых составов и визуального контроля за измерениями. Установка позволяет в реальном времени получать данные в цифровом формате с шести термопар одновременно, что дает возможность полностью автоматизировать сбор данных экспериментов и их обработку. Установка апробирована и внедрена в филиале ОИВТ РАН. Исследования проводились с образцами, включающими в себя лед и льдосодержащие водные растворы карбоната натрия разной концентрации. Преимуществами данной разработки являются ее низкая стоимость, отсутствие громоздкого инструментального обеспечения, а также простота в обслуживании и управлении.
Ключевые слова
В работе исследуются характеристики плазмы искрового канала во внешнем продольном магнитном поле. Проведено комплексное экспериментальное исследование вольтамперных, оптических и спектральных характеристик разряда с применением синхронизации импульсных электрических и магнитных полей. Проанализированы влияние магнитного поля на радиальное развитие канала, формирование ударных волн, изменения в балансе энергии и температуры в ионизованной плазме газового разряда высокого давления. В сильном продольном магнитном поле происходит выравнивание температур частиц в искровом канале ( n ~ 10 см). Наблюдается рост плотности тока, проводимости плазмы канала искры и удельного энерговклада в разряд. Определены параметры плазмы канала в зависимости от внешнего магнитного поля.
Ключевые слова
В статье представлен обзор полученных автором основных научных результатов по созданию новых информационных технологий на основе текстур, фракталов, дробных операторов и методов нелинейной динамики. Исследования проводились в рамках научного направления «Фрактальная радиофизика и фрактальная радиоэлектроника: проектирование фрактальных радиосистем», разрабатываемого автором с 1979 года по настоящее время.
Ключевые слова
В теории нелинейных сингулярных интегральных уравнений фундаментальную роль играют оценки для сингулярного интегрального оператора с ядром Коши и его приращения, на основе которых получают теоремы вложения в различных функциональных пространствах, способствующие доказательству существования решения уравнения и приближенному его нахождению. Проведенные в статье исследования преследуют цель получить аналогичные оценки для сингулярного интегрального оператора с обобщенным ядром Коши-Трикоми, частным случаем которого является оператор с ядром Коши. Основным методом исследования является метод преобразований, сводящий изучаемую проблему к ранее исследованным. В статье найдены замены переменных, которые сводят оператор с обобщенным ядром Коши-Трикоми к оператору с ядром Коши, позволяющие выявить известные оценки в удобной форме и, возвращаясь к первоначальным переменным, получить необходимые оценки для оператора с ядром Коши-Трикоми. Основным результатом исследований являются оценки, полученные для сингулярного интегрального оператора с обобщенным ядром Коши-Трикоми, и его приращения, а также вытекающие из этих оценок важные для дальнейших исследований следствия в виде неравенств. Можно сделать вывод, что достаточно много результатов, полученных относительно сингулярного интегрального оператора с ядром Коши, можно распространить на сингулярный интегральный оператор с ядром Коши-Трикоми. Раскрытие этих возможностей должно стать предметом дальнейших научных исследований.
Ключевые слова
В работе доказан цикл равенств между суммами произведений пар миноров одного порядка, отличающихся друг от друга по количеству точек. С помощью этих равенств устанавливаются связи между определителями различных порядков. Показана неизменность количества перемен знака в ряду отличных от нуля миноров по столбцам минимального числа линейно зависимых строк матрицы. Полученные результаты справедливы для любых числовых определителей.
Ключевые слова
Объектом исследования данной работы являются: три-ткани и их использование в обосновании проективной геометрии и в построении модели газа, в нахождении относительных инвариантов три-тканей; исследование параллелизуемости плоских и криволинейных три-тканей, заданных дифференциальными уравнениями; проектирование культурно-просветительских программ по популяризации теории три-тканей и их приложений в реальной жизни общества. Цель работы - разработка различных направлений использования теории три-тканей в проективной геометрии, классификации дифференциальных уравнений, построении геометрических моделей физических закономерностей. В результате исследования впервые разработана технология, ориентированная на формирование профессиональной компетентности будущего бакалавра педагогического образования в разработке и реализации культурно-просветительских программ в условиях изучения дисциплины «Вопросы теории три-тканей» из вариативной части основных образовательных программ по направлению подготовки Педагогическое образование (с одним и двумя профилями подготовки «Математика» и «Математика, физика»). Технология обоснована методологически, фактологически, аргументирована с позиции результатов педагогического эксперимента и анализа фактического участия студентов в научно-исследовательской работе по вопросам теории три-тканей. Рассмотрены приложения теории три-тканей в аксиоматическом обосновании проективной геометрии плоскости, в построении геометрических моделей физических закономерностей и в профессиональной подготовке учителя математики к организации работ по популяризации математических знаний через привлечение студентов к научно-исследовательской работе по некоторым вопросам теории три-тканей, связанным с построением изображений шестиугольных три-тканей. Проведенное исследование «Три-ткани и их приложения» прошло государственную регистрацию во Всероссийском научно-техническом информационном центре (регистрационный номер 01201352349).
Ключевые слова
Рассмотрены вопросы приближенного решения линейных дифференциальных уравнений второго порядка, старший коэффициент которых может обращаться в ноль в граничной точке промежутка существования решения. Исследован вопрос возможности построения приближенного дважды непрерывно дифференцируемого решения в виде рациональной сплайн-функции специального вида. Найдены достаточные условия на класс точных решений, при выполнении которых подобная рациональная сплайн-функция существует. Указан также способ построения разностной схемы численного решения рассматриваемых дифференциальных уравнений, на основе которого эффективно строится искомое решение класса C 2 в виде рациональной сплайн-функции. Гладкие приближенные решения дифференциальных уравнений особенно востребованы в случае массивных сеток узлов и в случае, когда трудно найти их точное решение при данных краевых условиях. В качестве приложения приведены примеры дифференциальных уравнений, для которых выполняются условия возможности построения решения в виде рациональной сплайн-функции класса C 2 .
Ключевые слова
В работе исследована первая краевая задача для уравнения смешанного параболо-гиперболического типа третьего порядка с кратными характеристиками и с оператором Аллера в области гиперболичности. Доказана теорема о существовании и единственности регулярного решения исследуемой задачи. Для доказательства теоремы единственности решения применяется аналог метода Трикоми, а теорема существования доказана с помощью метода функции Грина. Функция Грина и соответствующее решение выписаны в явном виде.
Ключевые слова
Изучены текстурные и сорбционные свойства активированных углей, полученных из древесины персикового дерева, по отношению к ионам Rb, Cs, Cu. Установлено влияние концентрации фосфорной кислоты, используемой при активации исходного сырья, а также режима термообработки на величину удельной поверхности и удельного объема микропор. Показано, что сорбционная активность активированного угля из древесины персикового дерева, полученного в «шоковом» режиме, обладает повышенной селективностью к ионам рубидия.
Ключевые слова
Модифицирование катализаторов синтеза о-фенилендиамина позволяет существенно повысить эффективность реакции и экологические характеристики всего процесса, поэтому является актуальным поиск оптимальных режимов реакции за счет модификации катализаторов. В этой связи нами изучено гидрирование о-динитробензола для получения о-фенилендиамина. В выбранных условиях (Р Н 2 = 1 атм., 20-40 °С) реакция гидрирования ароматического нитросоединения о-динитробензола до о-фенилендиамина на палладийсодержащих высокоосновном анионите АВ-17-8-Pd, низкоосновных анионитах АН-1-Pd и АН-108-э-Рd, сильнокислотном катионите КУ-2-8-Pd, низкокислотном катионите КФ-1-Pd, классических гетерогенных аналогах Pd/С и Pd/CaCO протекает в кинетической области, следовательно их сопоставление является корректным. Об этом свидетельствуют низкие значения констант скорости реакций, высокие значения энергий активации, а также низкие значения модуля Тиле (0,006-0,4). Каталитический синтез о-фенилендиамина на металлополимерах протекает достаточно селективно, о чем свидетельствуют высокие массовые выходы целевого продукта. На классических гетерогенных катализаторах выходы ниже, что свидетельствует об образовании промежуточных и побочных продуктов гидрирования. Выходы целевого продукта на металлополимерах 89-99 %, на гетерогенных катализаторах 58-59 %. По активности модифицированные катализаторы располагаются в ряд: Pd/C˃Pd/CaCO˃АВ-17-8-Pd˃АН-1-Pd˃АН-108-э-Рd˃КУ-2-8-Pd˃КФ-1-Pd. По селективности и стабильности модифицированные катализаторы располагаются в ряд: АВ-17-8-Pd˃АН-1-Pd˃АН-108-э-Рd˃КУ-2-8-Pd˃КФ-1-Pd˃Pd/CaCO˃Pd/C. Исследование вопроса о модификации синтеза о-фенилендиамина каталитическим гидрированием о-динитробензола позволяет существенно улучшить синтетические характеристики процесса такие, как проведение реакции в мягких условиях, отказ от использования экологически вредных реагентов, повышение активности и селективности, улучшение свойств катализаторов, в особенности металлополимеров на основе анионитов, по стабильности за счет прочного удерживания палладия в полимерной матрице носителя. При этом существенно упрощается и регенерация драгоценного металла термической деструкцией полимерной основы, которая приводит к выделению практически чистого палладия.
Ключевые слова
В статье рассмотрены процессы адсорбции на поверхностях активированных углей, связанные с их широким применением в промышленности, в частности для выделения, концентрирования и глубокой очистки веществ в качестве катализатора и носителя катализаторов, создания электродных масс химических источников тока, решения проблем охраны окружающей среды, в медицине и при создании средств индивидуальной защиты организма. Перспективным представляется как теоретическое изучение данных процессов с помощью полуэмпирических квантово-химических методов, так и практическое обоснование изучаемых процессов. При теоретическом описании адсорбционных процессов на поверхностях полярных адсорбентов плодотворным оказался подход, основанный на приближении так называемой кластерной модели твердого тела. Кластерный подход основан на том, что в случае систем с существенно ковалентным характером химических связей структурные особенности и свойства отдельных участков поверхности удовлетворительно передаются достаточно малыми фрагментами, разорванные граничные связи которых замыкаются на псевдоатомах со специально подобранными свойствами. Кластерный метод предполагает квантово-химический анализ электронного строения (а при необходимости и пространственной структуры) выделяемого фрагмента поверхностного слоя адсорбента или адсорбционного комплекса, энергетики взаимодействия адсорбент-адсорбат, зарядового распределения на атомах адсорбента и других характеристик. Вычисления проводились с помощью программы HyperChem, полуэмпирическим методом PM3. Сравнение распределения зарядов, геометрических и энергетических характеристик соединений кислородсодержащего углеродного кластера с элементарными и гидратированными катионами Ca и Sr показало, что соединения кислородсодержащего углеродного кластера с катионами Ca более устойчивы, чем соответствующие соединения с катионом Sr. С энергетической точки зрения наиболее стабильны соединения COHCaOH и COHSrOH, они образуются с большей вероятностью при хемосорбции на кислородсодержащем углеродном кластере.
Ключевые слова
В статье описывается квантово-химическое изучение процесса адсорбции ионов кальция на поверхности активированного угля, моделируемого углеродным кластером СОН. Вычисления проводились с помощью программы HyperChem полуэмпирическим методом PM3. Сравнение распределения зарядов, геометрических и энергетических характеристик различных соединений кислородсодержащего углеродного кластера с элементарными, моно-гидратированными катионами Ca, а также ионами Ca(OH) показало, что наиболее вероятным местом адсорбции данных ионов являются карбоксильные группы, где энергетически более стабильным является соединение COHCaOH. При этом не исключена вероятность образования соединений ионов кальция и с другими кислородсодержащими функциональными группами углеродного кластера, а также образования поверхностного комплекса с p-электронами сопряженных систем углеродной матрицы. Установлено, что моногидратированные ионы кальция образуют более прочные соединения с кислородсодержащим углеродным кластером, чем негидратированные.
Ключевые слова
Комплексная переработка растительного сырья относится к основным направлениям рационального использования природных ресурсов и их охраны. В работе представлены результаты извлечения натурального растительного воска из косточек винограда - вторичного сырья винодельческой и соковой промышленности. Определены органолептические показатели (внешний вид, запах, цвет); плотность, температура плавления, растворимость; числовые показатели качества (число омыления, кислотное число, эфирное число, йодное число) воска из косточек винограда, полученного сверхкритической флюидной экстракцией диоксидом углерода. Приведены результаты описания ИК спектра и определения состава полученного воска газовой хроматографией с масс-селективным детектированием. В составе исследуемого воска идентифицированы и количественно определены предельные углеводороды (тетрадекан, гексадекан, нонадекан и 2,6,10-триметил тетрадекан) и жирные кислоты (пальмитиновая, линолевая, стеариновая).
Ключевые слова
В статье впервые приводится анализ почв Дагестана по трем основным классификационным системам. Автор выделил основные: Классификация почв СССР 1977 года, КиДПР и Международная классификация почв (WRB). Кроме того, в статье описаны особенности классификаций, их сходство и существенные отличия, выделены недостатки и достоинства. Автор совместно с сотрудником МГУ профессором Герасимовой М.И. приводит в статье некоторые типы почв Дагестана как пример при отнесении к той или иной классификационной группе. Сделана попытка классифицировать анализируемые почвы по различным классификационным системам, в том числе Международной. Определено классификационное положение горных почв Дагестана в системе КиДПР и WRB. Почвенный покров Дагестана отличается своим разнообразием; оно обусловлено рельефом и высотной зональностью. На равнинной части распространен каштановый тип: светло-каштановые почвы, луговые, а также пески, солонцы и солончаки. Предгорная зона характеризуется темно-каштановыми, луговыми почвами. На высоте 1500 м над уровнем моря и выше встречаются горно-лесные, бурые, степные почвы. Горный и Высокогорный Дагестан представлен горно-луговыми субальпийскими и альпийскими типами почв. Горные почвы Дагестана (почвы Дидойской депрессии) вошли в Отдел органо-аккумулятивных как серогумусовая (дерновая) иллювиально-ожелезненная (маломощная). Приведённые примеры не ограничивают всего разнообразия почвенного покрова Дагестана. Данный подход позволит более детально раскрыть физико-химические свойства почв и даст современную оценку в вопросах систематики.
Ключевые слова
Phosphorus is an important nutrient for plants. In soils, phosphorus is mainly contained in the composition of mineral compounds, and is also associated with the organic part - humus. The low availability of phosphorus in soils leads to the development of competitive relationships for this resource between plants and mycorrhizal fungi. Mycorrhizic symbiosis plays an important role in the phosphorus nutrition of plants, which, in conditions of low availability, provides plants access to organic forms of the element. An important factor that often determines the degree of mycorrhization and the effectiveness of the functioning of symbiosis is the availability of phosphorus in the soil. The article presents the results of the intensity of development of mycorrhizal fungi in the roots of herbaceous plants. A quantitative assessment of phosphorus in various types of soils on which the studied plants grow is given. The influence of the intensity of development of endomycorrhizal fungi on the phosphorus content in various soil types of Dagestan was revealed. The characterization of the relationship between the quantitative phosphorus content in the soil and the degree of mycorrhiza of the root systems of plants in different soil ecosystems will allow us to evaluate and identify the patterns of mycorrhizal symbiosis in the phosphorus nutrition of plants and to reveal in more detail the soil-mycorrhiza-plant system.
Ключевые слова
Исследовано влияние экспериментального гипотиреоза, вызванного введением мерказолила в дозе 2,5 мг на 100 г живой массы животного, на динамику изменения популяционного состава крыс. Методика расчета популяций эритроцитов заключается в фотометрической регистрации кинетики лизиса эритроцитов под действием соляной кислоты определенной концентрации. Показано, что экспериментальный гипотиреоз существенно отражается на устойчивых характеристиках мембран и способствует перераспределению популяций эритроцитов. Это выражается в увеличении в крови доли эритроцитов с низкой устойчивостью к кислотному гемолитику и сокращении общей продолжительности гемолиза. Причиной снижения устойчивых характеристик мембран эритроцитов может быть интенсификация окислительных процессов белков и липидов в мембранах. Трехмесячное самовосстановление после перенесенного экспериментального гипотиреоза не приводит к полной нормализации популяционного состава и устойчивых характеристик мембран эритроцитов. Введение адгезивного фактора Matrix Thyroidea животным с перенесенным экспериментальным гипотиреозом способствует полной нормализации процентного содержания популяций и кислотной резистентности эритроцитов. При этом продолжительность гемолиза, время наступления максимума гемолиза и все популяции эритроцитов, определяемые у интактных животных и животных, перенесших экспериментальный гипотиреоз, практически совпадают.