Метод
поискового
конструирования Р. Коллера
Метод разработан профессором Р. Коллером и его
учениками (ФРГ) в 1975 г. и предназначен для синтеза систем на новых принципах
действия. В основе метода лежат три составляющих:
- анализ функций
технических систем и их элементов;
- систематизированный
фонд физических эффектов;
- программа поиска новых
физических принципов действия объекта и реализующих их технических
решений.
Все системы Коллер делит на три класса: машины,
осуществляющие преобразование энергии; аппараты, осуществляющие преобразование
веществ, и приборы, осуществляющие переработку информации. В действительности могут
присутствовать все преобразования потоков.
Разработка новых систем производится в три стадии.
1. Постановка задачи, включающей формулирование цели,
условий и ограничений, и построение функциональной структуры ТС.
Формулируют общую (главную) функцию разрабатываемой
системы, которая должна содержать указание "входа" и
"выхода" в системе, т. е. описание преобразования входных физических
величин в выходные физические величины, благодаря чему происходит реализация
поставленной цели. Главную функцию изображают в виде черного ящика, имеющего
"вход" и "выход". Затем составляется список основных
требований к системе, включающий наиболее важные и принципиальные условия и
ограничения выполнения общей (главной) функции.
В сложной системе можно выделить функциональные узлы,
в соответствии с чем общая функция может быть разделена на подфункции 1-го
уровня. Аналогично найденные подфункции 1-го уровня могут быть разбиты на
подфункции 2-го уровня и т. д. Разбивка функций на подфункции более низкого
уровня осуществляется до тех пор, пока они не будут соответствовать
элементарным (неделимым) функциям, каждая из которых должна соответствует
какой-либо основной операции, для чего полученные функции сопоставляются со
списком основных операций.
Введение понятия "основная операция" (под
которой понимается сам процесс преобразования в отрыве от параметров на входе и
выходе, т. е. от того, что преобразуется) представляет собой более высокий
уровень абстрагирования и обобщения по сравнению с понятием
"функция". Коллер утверждает, что все функциональное многообразие ТС
сводится к 12 парам противоположных основных операций.
2. Выбор физических эффектов (ФЭ) для реализации
каждой функции и принципиальных технических решений (качественное
конструирование).
После разработки структуры элементарных функций
осуществляется ее реализация с помощью подбора одного или нескольких ФЭ, у
которых наименования физических величин совпадают с наименованиями физических
величин на входе и выходе элементарной функции соответственно, и их носителей.
Поиск ФЭ производится с помощью указателя ФЭ для
соответствующей пары противоположных основных операций. При выборе физических
эффектов Коллер рекомендует рассмотреть возможно большее число вариантов
физических идей для реализации каждой элементарной функции и каждой основной
операции. Особое внимание при этом следует обращать на реализацию двух или
более элементарных функций одним ФЭ. Все возможные реализации структур
элементарных функций с помощью различных ФЭ сводятся в структуры ФЭ. Каждая
такая структура еще называется физическим принципом действия ТС. Затем на
основании анализа принципов действия осуществляется выбор наиболее
перспективных физических принципов действия для последующей проработки. Для
этого рекомендуется использовать морфологический анализ.
Выбор носителей ФЭ осуществляется с помощью
справочников по веществам и материалам. После выбора материалов проводится
конструкторская проработка.
3. Разработка конструкторской документации заключается
в подготовке технического и рабочего проекта (количественное конструирование).
Предложенная
Коллером последовательность операций позволяет перейти от постановки задачи к
ее принципиальному решению.
Операции Коллера
Агенты (потоки): вещество, энергия, информация, сила
Качественные
отличия A,
B, C,
...
Количественные
отличия A1, A2, A3,
...
Композиция
AB
|
№ |
Операции |
Обратные операции |
Примечания |
Технические аналоги |
|
1 |
Излучение |
Поглощение |
Создание и |
|
|
2 |
Проводимость |
Изолирование |
Проводящее |
Электролит |
|
3 |
Сбор |
Рассеивание |
Заставляет протекать |
Рефлектор (собирает
луч |
|
4 |
Проведение |
Непроведение |
Имеется ограничение |
Провода,
нефтепроводы, |
|
5 |
Преобразование |
Обратное
преобразование |
Изменение свойств |
Двигатель внутреннего |
|
6 |
Увеличение |
Уменьшение |
Изменение количества |
Усилители, трансформаторы,
вентили, шестерни |
|
7 |
Изменение направления |
Изменение направления |
|
Зеркала, шестерни,
световоды |
|
8 |
Выравнивание |
Колебания |
|
Выпрямители, диоды,
колебательный контур |
|
9 |
Связь |
Прерывание |
|
Выключатели |
|
10 |
Соединение |
Разъединение |
|
Химические процессы,
карбюратор, смеситель, сепаратор, центрефуга |
|
11 |
Объединение |
Разъединение |
Применительно к
однородным процессам |
Тройник, сварка,
резка |
|
12 |
Накопление |
Выдача |
|
Баки, магнитные
ленты, склады |
|
13 |
Отображение |
Обратное отображение |
Вещество, энергия
->информация |
Фотография |
|
14 |
Фиксирование |
Разфиксирование |
Уменьшение числа
свобод |
Оси, наручники, вилка |
Фонд физико-технических эффектов (ФТЭ)
|
№ |
Наименование ФТЭ |
Вход А |
Объект В |
Выход С |
Краткая сущность ФТЭ |
|
1 |
Закон Ома |
Электрическое поле |
Проводники |
Электрический ток |
Возникновение в проводнике
электрического тока, плотность которого пропорциональна напряженности поля |
|
2 |
Закон Джоуля - Ленца |
Электрический ток |
Проводники |
Количество теплоты |
Выделение в проводнике при
протекании через него электрического тока определенного количества теплоты,
пропорционального квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени
протекания тока |
|
3 |
Эффект Зеебека |
Температура |
Контакт |
Электрическое поле |
Возникновение ЭДС в
электрической цепи, состоящей из последовательно соединенных разнородных
проводников, контакты между которыми имеют различные температуры |
|
4 |
Эффект Томсона |
1. Температура |
Проводники |
Тепловой поток |
Выделение или поглощение
теплоты (помимо выделения джоулевой теплоты) в проводнике с током, вдоль
которого имеется градиент температуры |
|
5 |
Эффект Пельтье |
Электрический ток |
Контакт |
Тепловой поток |
Выделение или поглощение
теплоты при протекании электрического тока через контакт разнородных
проводников |
|
6 |
Закон Био-Савара-Лапласа |
Электрический ток |
Проводники |
Магнитное поле |
Создание в окружающем
пространстве магнитного поля при протекании по проводнику электрического тока |
|
7 |
Сверхпроводимость |
Температура |
Металлы |
Удельное электрическое
сопротивление |
Скачкообразное уменьшение
практически до нуля электрического сопротивления ряда металлических
проводников и сильнолегированных полупроводников при охлаждении ниже
критической температуры, характерной для данного материала |
|
8 |
Тензорезистивный эффект |
Деформация |
Твердые |
Удельное электрическое
сопротивление |
Изменение электрического
сопротивления в твердых проводниках под действием растягивающих или сжимающих
напряжений |
|
9 |
Вторичная электронная
эмиссия |
Поток элементарных частиц
(электронов) |
Твёрдые тела Жидкости |
Поток элементарных частиц
(электронов) |
Испускание электронов
(вторичных) твердыми и жидкими телами при их бомбардировке электронами
(первичными) |
|
10 |
Эффект Ганна |
Электрическое поле |
Полупроводники GaAs, InP,
ZnSe, CdTe, InSb, InAs и др. |
Электрический ток |
Генерация высокочастотных
колебаний электрического тока в полупроводниках с N-образной вольтамперной
характеристикой |
|
11 |
Второй закон Ньютона |
Сила |
Материальная точка |
Ускорение |
Возникновение под действием
силы (или равнодействующей сил), приложенной к телу (материальной точке),
ускорения, пропорционального силе и направленного по прямой, по которой эта
сила действует |
|
12 |
Магниторезистивный эффект |
Магнитное поле Магнитная
индукция |
Твердые проводники |
Удельное электрическое
сопротивление |
Изменение электрического
сопротивления твердых проводников под действием магнитного поля |
|
13 |
Эффект Гопкинсона |
1. Температура |
Ферромагнетики |
Магнитная проницаемость |
Резкое возрастание
магнитной проницаемости ферромагнетика в слабом магнитном поле вблизи точки
Кюри. В непосредственной близости к точке Кюри проницаемость .падает
(ферромагнетик становится парамагнетиком) |
|
14 |
Катодолюминесцениия |
Поток элементарных частиц
(электронов) |
Люминофоры |
Электромагнитное излучение |
Излучение света,
возникающее при возбуждении люминофора электронным пучком |
|
15 |
Пироэлектрический эффект |
Температура |
Нецентросимметрич- |
Поверхностная плотность
электрического заряда |
Возникновение электрических
зарядов на поверхности некоторых кристаллических диэлектриков
(пироэлектриков) при их нагревании или охлаждении |
|
16 |
Закон Ампера |
1. Магнитное поле |
Твердые проводники |
Сила |
Возникновение механической
силы, действующей на проводник, по которому протекает электрический ток, при
помещении его во внешнее магнитное поле |
|
17 |
Электрокалорический эффект |
Электрическое поле |
Кристаллические твердые
тела (пироэлектрики) |
Температура |
Изменение температуры
пироэлектрического кристалла под влиянием электрического поля |
|
18 |
Термоэлектронная эмиссия |
Температура |
Твердые тела, жидкости |
Поток элементарных частиц
(электронов) |
Испускание электронов
нагретыми телами в вакуум или другую среду |
|
19 |
Эффект Холла |
1. Магнитное поле |
Металлические проводники,
полупроводники |
Электрическое поле |
Возникновение разности
потенциалов между боковыми гранями пластинки из металлического проводника или
полупроводника, вдоль которого протекает электрический ток, при действии
перпендикулярного к ней магнитного поля |
|
20 |
Магнитострикция |
Магнитное поле |
Ферромагнетики, антиферромагнетики
Ферримагнетики |
Деформация |
Изменение формы и размеров
тела при его намагничивании |
|
21 |
Эффект Эйнштейна-де-Хааза |
Магнитное поле |
Ферромагнетики |
Угловая скорость |
Поворот свободно
подвешенного ферромагнитного образца во внешнем магнитном поле |
|
22 |
Автоэлектронная эмиссия |
Электрическое поле |
Твердые и жидкие проводники |
Поток элементарных частиц
(электронов) |
Испускание электронов
проводящими твердыми и жидкими телами под действием внешнего электрического
поля высокой напряженности у их поверхности |
|
23 |
Эффект Виллари
(магнитоупругий эффект) |
Деформация |
Ферромагнетики |
Намагниченность |
Влияние механических
деформаций (растяжения, кручения, изгиба и т. д.) на намагниченность ферромагнетика |
|
24 |
Электролюминесценция |
Электрическое поле |
Люминофоры (твердые тела,
газы) |
Электромагнитное излучение |
Люминесценция, возбуждаемая
электрическим полем |
|
25 |
Эффект Магнуса |
1. Угловая ско рость |
Твердые тела |
Сила |
Возникновение поперечной
силы, действующей на тело, вращающееся в набегающем на него потоке жидкости
(газа) |
|
26 |
Естественная оптическая
активность |
Электромагнитное излучение |
Оптически активные вещества
(твердые тела, жидкости) |
Электромагнитное излучение |
Вращение плоскости
поляризации оптического излучения при прохождении через некоторые вещества |
|
27 |
Эффект Баркгауэена |
Магнитное поле |
Ферромагнетики |
Намагниченность |
Скачкообразное изменение
намагниченности ферромагнитного образца при непрерывном изменении внешнего
магнитного поля |
|
28 |
Эффект Барнетта |
Угловая скорость |
Ферромагнетики |
Намагниченность |
Изменение намагниченности
ферромагнетика при его вращении в отсутствии внешнего магнитного поля |
|
29 |
Закон Брюстера |
Электромагнитное излучение |
Граница двух диэлектриков |
Электромагнитное излучение |
Полная поляризация
естественного (неполяризованного) света при падении на границу двух
диэлектриков под углом Брюстера |
|
30 |
Закон всемирного тяготения |
Гравитационное поле |
Материальная точка |
Сила |
Действие на тело,
находящееся в произвольной точке гравитационного поля, образуемого массой m
силы гравитации, зависящей от массы этого тела и от напряженности гравитационного
поля |
|
31 |
Пьезоэлектрический эффект |
Деформация |
Кристаллические диэлектрики
(пьезоэлектрики) |
Поляризованность |
Изменение поляризации
некоторых кристаллических диэлектриков (пьезоэлектриков) при механической де
формации |
|
32 |
Обратный пьезоэлектрический
эффект |
Электрическое поле |
То же |
Деформация |
Появление механической
деформации в анизотропных кристаллических диэлектриках под действием электрического
поля |
|
33 |
Пьезомагнитный эффект |
Давление |
Антиферромагнетики |
Намагниченность |
Возникновение в веществе
намагниченности под действием внешнего давления |
|
34 |
Закон Кулона |
Электрическое поле |
Точечный заряд |
Сила |
Два точечных заряда
взаимодействуют друг с другом с силой, пропорциональной произведению их
зарядов и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними |
|
35 |
Сила Лоренца |
1. Магнитное поле Магнитная
индукция |
Заряженные частицы |
Сила |
Действие на движущуюся в
магнитном поле заряженную частицу силы, перпендикулярной вектору магнитной
индукции этого поля и вектору ее скорости |
|
36 |
Электромагнитная индукция |
Магнитное поле |
Проводящий контур
Движущийся (если магнитное поле постоянно) или неподвижный (если магнитное
поле переменно) |
Электрическое поле |
Возникновение ЭДС индукции
в проводящем контуре при изменении во времени магнитного потока через
ограниченную контуром поверхность |
|
37 |
Электростатическая индукция
|
Электрическое поле |
Проводники, диэлектрики |
Поверхностная плотность
электрического заряда |
Образование под действием
внешнего электрического поля на поверхности проводника или диэлектрика равных
и противоположных по знаку зарядов |
|
38 |
Самоиндукция |
Электрический ток |
Замкнутый проводящий контур
|
Электрическое поле |
Возникновение ЭДС индукции
в проводящем контуре при изменении в нем |
|
39 |
Фотоэлектронная эмиссия
(внешний фотоэффект) |
Электромагнитное излучение |
Твердые тела, жидкости |
Поток элементарных частиц
(электронов) |
Испускание электронов
твердыми телами и жидкостями под действием электромагнитного излучения в
вакуум или другую среду |
|
40 |
Терморезистивный эффект |
Температура Изменение |
Проводники, полу- |
Удельное электрическое
сопротивление |
Изменение электрического
сопротивления проводящих тел при изменении их температуры. У металлических
проводников сопротивление возрастает с ростом температуры, у жидких
электролитов и полупроводников - падает |
|
41 |
Эффект Мейснера |
1. Магнитное поле Постоянное
Магнитная индукция |
Сверхпроводники |
Намагниченность Изменение
|
Вытеснение магнитного поля
из толщи проводника при его переходе из нормального состояния в
сверхпроводящее |
|
42 |
Эффект Поккельса |
Электрическое поле |
Пьезоэлектрики |
Показатель преломления |
Изменение показателя
преломления света в кристаллах, помещенных в электрическое поле |
|
43 |
Вихревые токи (токи Фуко) |
Магнитное поле |
Массивные проводники |
Электрический ток |
Возникновение замкнутых
электрических токов в массивном проводнике при изменении пронизывающего его
магнитного потока |
|
44 |
Гальваноупругий магнитный
эффект |
1. Деформация |
Ферромагнетики |
Удельное электрическое
сопротивление |
Изменение электрического
сопротивления ферромагнетика, помещенного в магнитное поле и подвергнутого
односторонним упругим напряжениям растяжения или сжатия |
|
45 |
Диэлектрический гистерезис |
Электрическое поле |
Сегнетоэлектрики |
Поляризованность |
Неоднозначная зависимость
электрической поляризации сегнетоэлектрика от электрического поля. При
циклическом изменении поля кривая, характеризующая изменение поляризации
образца, образует петлю диэлектрического гистерезиса |
|
46 |
Магнитоэлектрический эффект
в антиферромагнетиках |
Электрическое поле |
Антиферромагнетики: окись
хрома и др. |
Намагниченность |
Намагничивание
антиферромагнитного диэлектрического кристалла внешним электрическим полем
при определенных типах симметрии расположения магнитных ионов в элементарной
ячейке кристалла |
|
47 |
Магнитоэлектрический эффект
в антиферромагнетиках |
Магнитное поле |
Антиферромагнетики: окись
хрома и др. |
Поляризованность |
Электрическая поляризация
антиферромагнитного диэлектрического кристалла внешним магнитным полем при
определенных типах симметрии расположения магнитных ионов в элементарной
ячейке кристалла |
|
48 |
Акустомагнетоэлектрический
эффект |
1. Акустическая волна |
Полупроводники |
Электрическое поле |
Возникновение разности
потенциалов в полупроводнике, помещенном в поперечное магнитное поле, в на
правлении, перпендикулярном магнитному полю и направлению распространения
звуковой волны при пропускании через него ультразвука |
|
49 |
Действие магнитного поля на
контур с током |
1. Магнитное поле |
Замкнутый проводящий контур
|
Момент силы |
Поворот рамки с током под
действием вращающего момента, возникающего при помещении рамки в однородное
магнитное поле |
|
50 |
Акустический парамагнитный
резонанс |
1. Акустическая волна |
Парамагнетики |
Акустическая волна |
Резонансное поглощение
энергии ультразвуковой волны определенной частоты при прохождении через
парамагнитный кристалл, находящийся в постоянном магнитном поле |
|
51 |
Магнитный гистерезис |
Магнитное поле |
Ферромагнетики |
Намагниченность |
Неоднозначная зависимость
намагниченности ферромагнитного образца от напряженности внешнего магнитного
поля. При циклическом изменении напряженности магнитного поля кривая,
характеризующая изменение образца, образует петлю магнитного гистерезиса |
|
52 |
Поляризация диэлектриков |
Электрическое поле |
Диэлектрики: твердые,
жидкие, газообразные |
Поляризованность |
Образование объемного
дипольного момента диэлектрика под действием электрического поля. На
поверхности диэлектрика появляются связанные (поляризованные) заряды |
|
53 |
Ионизация газа под
действием электрического поля |
Электрическое поле |
Газы |
Поток элементарных частиц
(электронов и ионов) |
Образование положительных и
отрицательных ионов и свободных электронов из электрически нейтральных атомов
и молекул газа под действием сильного электрического поля |
|
54 |
Пробой диэлектриков |
Электрическое поле |
Диэлектрики: твердые,
жидкие газообразные |
Удельное электрическое
сопротивление |
Резкое уменьшение электрического
сопротивления диэлектрика при некотором критическом значении напряженности
приложенного электрического поля |
|
55 |
Взрывная электронная
эмиссия |
Электрическое поле |
Катод в виде металлического
острия |
Поток элементарных частиц
(электронов) |
Испускание интенсивного
электронного потока, обусловленное переходом вещества катода из
конденсированной фазы в плотную плазму в результате разогрева локальных
областей катода сверхсильным электрическим полем |
|
56 |
Триболюминесценция |
Механическое напряжение |
Кристал- |
Электромагнитное излучение |
Возникновение люминесценции
при растирании, раздавливании или раскалывании некоторых кристаллов |
|
57 |
Дуговой разряд |
1. Электрическое поле |
Газы |
Электрический ток |
Самостоятельный
квазистационарный разряд в газе, горящий практически при любых давлениях газа
и при постоянной или меняющейся с низкой частотой (до 103 Гц)
разности потенциалов между электродами |
|
58 |
Тлеющий разряд |
1. Электрическое поле |
Газы |
Электрический ток Электронно-ионный |
Один из видов стационарного
самостоятельного электрического разряда в газах. Происходит при низких
давлениях и характеризуется сравнительно малой плотностью тока на катоде и
большим (порядка сотен вольт) катодным падением потенциала |
|
59 |
Искровой разряд |
Электрическое поле |
Газы (атмосферный газ,
аргон, неон и т. д.) |
Электрический ток |
Неустойчивый электрический
разряд в газах, возникающий при ионизации газа по всей длине межэлектродного
пространства. Характеризуется прохождением электрического тока по
зигзагообразным разветвленным узким ярко освещенным каналам |
|
60 |
Эффект Кикоина-Носкова
(фотомагнитоэлектрический эффект) |
1. Электромагнитное
излучение |
Полупроводники |
Электрическое поле |
Возникновение
электрического поля в полупроводнике, находящимся в магнитном поле, при
освещении сильно поглощаемым светом. Электрическое поле перпендикулярно
магнитному полю и направлению распространения света |
|
61 |
Термоэлектретный эффект |
1. Электрическое поле |
Твердые диэлектрики
(полиамиды, полиметил- |
Поляризованность |
Образование устойчивой
поляризации в диэлектрике при его охлаждении в присутствии постоянного
электрического поля |
|
62 |
Термолюми- |
1. Электромагнитное
излучение |
Твердые люминофоры (кристаллические
и аморфные) |
Электромагнитное излучение |
Возникновение ;
люминесценции при нагревании некоторых веществ, предварительно возбужденных
светом или рентгеновским излучением - |
|
63 |
Намагничива- |
Магнитное поле |
Магнетики (диамагнетики,
парамагнетики, ферромагнетики) |
Намагниченность Изменение
|
Возникновение или изменение
намагниченности вещества при действии на него внешнего магнитного поля.
Диамагнетики намагничиваются против поля, пара- и ферромагнетики - в на
правлении поля |
|
64 |
Безэлектродный кольцевой
разряд |
Магнитное поле |
Разряженные газы |
Электрический ток |
Разряд в разряженном газе,
вызванный высокочастотным магнитным полем |
|
65 |
Звуковое радиа- |
Акустическая волна Ультразвук |
Вещественное препятствие |
Давление |
Постоянное по значению и
направлению давление, которое испытывает поверхность препятствия,
находящегося на пути распространения звука |
|
66 |
Электрострикция |
Электрическое поле |
Диэлектрики (твердые тела,
жидкости, газы) |
Деформация |
Деформация диэлектрика под
действием внешнего электрического поля, пропорциональная квадрату
напряженности поля |
|
67 |
Эффект Фарадея |
1. Магнитное поле |
Твердые тела, жидкости,
газы |
Электромагнитное излучение |
Вращение плоскости
поляризации линейно поляризованного света, распространяющегося в изотропном
веществе вдоль постоянного магнитного поля, в котором находится это вещество |
|
68 |
Эффект Коттона-Мутона |
1. Магнитное поле |
Изотропные жидкости,
твердые тела |
Электромагнитное излучение |
Двойное лучепреломление
света в изотропном веществе, помещенном в сильное магнитное поле
(перпендикулярное световому лучу) |
|
69 |
Эффект Доплера в оптике |
1. Электромагнитное
излучение |
Движущееся тело |
Электромагнитное излучение Частота
Изменение |
Изменение частоты
колебаний, воспринимаемой наблюдателем, при движении источника
электромагнитного излучения и наблюдателя относительно друг друга |
|
70 |
Эффект Керра |
1. Электрическое поле |
Изотропные жидкости,
твердые тела |
Электромагнитное излучение |
Возникновение двойного
лучепреломления в оптически изотропных веществах под действием однородного
электрического поля |
|
71 |
Теплопроводность изотропных
тел |
Температура |
Газы, жидкости, твердые
тела |
Тепловой поток |
Возникновение теплового
потока в изотропном геле под действием градиента температуры. Плотность
теплового потока пропорциональна градиенту температуры |
|
72 |
Фотопластический эффект |
1. Электромагнитное
излучение |
Кристаллические
полупроводники: CdS, CdSe и Др. |
Прочность Увеличение |
Увеличение прочности
пластически деформированного образца под воздействием света |
|
73 |
Основное уравнение динамики
вращатель- |
Момент силы |
Твердые тела |
Угловое ускорение |
Результирующий момент
внешних сил, действующих н . тело, имеющее ось вращения, создает угловое
ускорение, пропорциональное моменту сил |
|
74 |
Тормозное рент- |
1. Поток элементарных
частиц (электронов) |
Металлы |
Электромагнитное излучение |
Возникновение
электромагнитного излучения сплошного спектра в результате торможения быстрых
заряженных частиц при взаимодействии с атомами металлической мишени |
|
75 |
Эффект Доплера в акустике |
1. Акустическая волна |
Движущееся тело |
Акустическая волна |
Изменение частоты колебаний
звуковой волны, воспринимаемой наблюдателем, при движении источника колебаний
и наблюдателя относительно друг друга |
|
76 |
Акустоэлектрический эффект |
Акустическая волна |
Металлы, полупроводники |
Электрическое поле |
Возникновение при
определенных условиях разности потенциалов в проводящей среде в направлении
распространения ультразвуковой волны при прохождении волны через среду |
|
77 |
Двойное лучепреломление |
Электромагнитное излучение |
Оптически анизотропные тела
|
Электромагнитное излучение |
Раздвоение световых лучей
при прохождении через анизотропную среду. При падении световой линейно
поляризованной волны на анизотропную среду в ней возникает две волны с
взаимно перпендикулярными плоскостями поляризации |
|
78 |
Эффект Нернста |
1. Магнитное поле |
Полупроводники |
Температура Градиент
|
Возникновение продольного
градиента температуры в проводнике с током, находящегося в магнитном поле |
|
79 |
Тепловое расширение тел |
Температура |
Твердые тела, жидкости,
газы |
Деформация |
Изменение размеров тела при
его нагревании. Характеризуется коэффициентом линейного (для твердых тел) или
объемного (для жидких и газообразных тел) теплового расширения |
|
80 |
Фотоупругость (пьезооптический
эффект) |
1. Электромагнитное
излучение |
Изотропные твердые тела |
Электромагнитное излучение |
Возникновение оптической
анизотропии в первоначально изотропных твердых телах под действием
механических напряжений, что приводит к двойному лучепреломлению световой
волны |
|
81 |
Фотопроводимость (фоторезистивный
эффект) |
Электромагнитное излучение |
Полупроводники |
Электропроводность |
Увеличение
электропроводности полупроводника под действием электромагнитного излучения |
|
82 |
Поглощение звука |
Акустическая волна |
Твердые тела, жидкости,
газы |
Акустическая волна |
Уменьшение интенсивности
акустической волны, проходящей через вещество, в результате необратимого
перехода энергии волны в другие виды энергии, в частности в теплоту |
|
83 |
Поглощение света |
Электромагнитное излучение |
Твердые тела, жидкости,
газы Механические смеси фаз |
Электромагнитное излучение |
Уменьшение интенсивности
электромагнитного излучения при прохождении через вещество |
|
84 |
Полное внутреннее отражение |
Электромагнитное излучение |
Граница раздела двух
диэлектриков с разными показателями преломления |
Электромагнитное излучение |
Полное отражение энергии
электромагнитной волны, падающей на границу раз дела двух прозрачных сред из
среды с большим показателем преломления |
|
85 |
Фотолюми- |
Электромагнитное излучение |
Фотолюми- |
Электромагнитное излучение |
Возникновение
люминесценции, возбуждаемой при действии на вещество оптического излучения |
|
86 |
Закон Кюри |
Температура |
Парамагнетики (жидкие,
твердые, газообразные) |
Магнитная восприимчивость Уменьшение |
Обратная пропорциональность
температуре удельной магнитной восприимчивости некоторых парамагнетиков |
|
87 |
Вентильный фотоэффект |
Электромагнитное излучение Видимое
|
Контакт двух разных
полупроводников (p-n переход) или контакт полупроводника и металла |
Электрическое поле |
|
Пример проектирования чайника с помощью набора Коллера
Критерии
Целенаправленность проектирования
определяется выбором критериев.
Требования к критериям:
Связь со временем (единственным невозобновляемым ресурсом).
Измеримость (количественная): шкала, рейтинг.
Сопоставимость (единая единица измерения, сопоставимость во времени, величины
должны быть относительными).
Должен предполагать возможность развития, отражать его.
Независимость друг от друга, их количество должно быть минимально.
Классификация критериев:
1) Функциональные (показывают,
насколько хорошо выполняется функция)
производительность (скорость обработки, физико-химические параметры
интенсивности обработки);
точность (измерения, попадания, обработки);
надежность (безотказность, долговечность, сохраняемость);
2) Технологические (экономия
живого труда)
трудоемкость изготовления;
технологические возможности;
использование материалов;
способность расчленения изделия на элементы;
3) Экономические
расход материалов;
расход энергии;
затраты на информационное обеспечение;
4) Антропологические
эргономичность (полнота использования возможностей человека);
красота;
безопасность;
экологичность.
