光學原理(第7版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[德] 馬科斯·玻恩（MaxBorn），[美] 埃米爾 著

圖書標籤:

• 光學
• 物理學
• 光學原理
• 光學儀器
• 光綫
• 摺射
• 反射
• 衍射
• 乾涉
• 偏振

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121289323

商品编码：10476135212

出版时间：2016-07-01

作  者:(德)馬科斯·玻恩(Max Born),(美)埃米爾·沃耳夫(Emil Wolf) 著;楊葭蓀 譯 著作 定  價:98 齣 版 社:電子工業齣版社 齣版日期:2016年07月01日 頁  數:811 裝  幀:平裝 ISBN:9787121289323 ●暫無

內容簡介

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《光之秘境：經典光學理論與現代應用解析》 本書並非《光學原理（第7版）》的內容概要，而是對光學這一迷人科學領域進行的一次深度探索，旨在揭示其跨越時空的深遠影響，並展現其在現代科技前沿的蓬勃生機。我們將從光學最基礎的概念入手，逐步深入其精妙的數學框架，進而審視它如何驅動著我們感知世界的方式，以及如何塑造瞭人類文明的進程。 第一章：光之初探——感知與理論的萌芽 在人類文明的黎明，光，作為最基本的存在，首先以其可見性塑造瞭我們的世界。我們看到日升日落，辨彆遠近，感知色彩。然而，光的本質，卻長久地籠罩在神秘的麵紗之下。古代哲學傢們曾試圖用粒子或波動的概念來解釋它，但缺乏嚴謹的實驗支撐，這些猜想多停留在思辨的層麵。 直到牛頓的時代，光的粒子說纔得到瞭初步的實驗驗證。他通過棱鏡實驗，成功地將白光分解成七色光，並提齣瞭光的“微粒說”。這一理論在當時占據主導地位，深刻影響瞭後世對光的理解。粒子說將光視為一種由微小粒子組成的物質流，它們以直綫傳播，並與物質相互作用從而産生視覺。這種直觀的解釋，在描述光的反射和摺射現象時錶現齣極高的契閤度。 然而，自然界從不缺乏挑戰既有理論的現象。菲涅耳等科學傢通過對衍射和乾涉現象的研究，開始質疑純粹的粒子說。光的衍射，即光在遇到障礙物邊緣時會發生彎麯的現象，以及乾涉，即兩束光疊加時可能相互增強或抵消的現象，都難以用粒子模型來圓滿解釋。這促使科學傢們重新審視並發展瞭光的波動說。 惠更斯是波動說的先驅，他提齣光是一種介質（以太）中的波，並通過惠更斯原理成功地解釋瞭光的直綫傳播、反射和摺射。盡管早期波動說在解釋某些現象時存在局限，但隨著實驗技術的進步，衍射和乾涉的齣現，為波動說的崛起奠定瞭堅實的基礎。這一理論認為光是以波的形式傳播的，具有頻率、波長等波動特性，並能像水波一樣發生疊加和繞射。 第二章：波動與粒子的共舞——量子光學的崛起 波動說和粒子說在解釋光的某些現象時各有所長，又各有所短，這種看似矛盾的局麵，直到20世紀初纔因量子力學的誕生而得到根本性的突破。普朗剋在解釋黑體輻射時引入瞭能量量子化的概念，愛因斯坦進一步將這一思想應用於光，提齣瞭光量子假說，即光是由一份份不連續的能量子——光子組成的。 光子假說完美地解釋瞭光電效應，即金屬在受到特定頻率的光照射時會發射電子的現象。光電效應的實驗結果錶明，光子能量與光的頻率成正比，並且光子的發射和吸收都是離散的。這一發現，標誌著光“波粒二象性”的誕生。光既錶現齣波動性，又錶現齣粒子性，這是一種全新的、顛覆性的理解。 光波粒二象性是量子力學最核心的概念之一。在傳播過程中，光錶現齣波動性，如乾涉和衍射；而在與物質相互作用時，如吸收和發射，則錶現齣粒子性，即以光子的形式進行能量交換。這種二象性並非簡單的“非此即彼”，而是光在不同情境下呈現齣的不同側麵。這種深刻的理解，不僅是光學理論的飛躍，更是現代物理學革命的基石。 第三章：光學的數學語言——方程與模型 要深入理解光的本質及其行為，精確的數學語言是不可或缺的。從幾何光學到物理光學，再到量子光學，數學模型不斷演進，為我們描繪齣越來越精細的光學世界。 幾何光學將光視為沿直綫傳播的射綫，其基礎是費馬原理（光在兩點之間傳播時，總是沿著所需時間最短的路徑）。通過幾何光學，我們可以精確地描述光的反射和摺射規律，理解透鏡和反射鏡成像的原理，設計各種光學儀器，如望遠鏡、顯微鏡等。斯涅爾定律（摺射定律）和反射定律是幾何光學中最基本也是最重要的定律，它們可以用簡單的幾何關係來錶述。 物理光學則將光視為電磁波，其數學描述主要基於麥剋斯韋方程組。麥剋斯韋方程組統一瞭電和磁的規律，並預言瞭電磁波的存在，而光就是其中一種。物理光學解釋瞭光的乾涉、衍射、偏振等波動現象。傅裏葉光學則將傅裏葉變換引入光學，極大地簡化瞭對衍射和成像過程的分析，使得復雜的光學係統能夠被更有效地處理。 量子光學將光的粒子性和波動性結閤起來，利用量子力學中的算符和概率幅來描述光。量子光學研究的是光與物質的相互作用，例如激光的産生、光子的探測、量子糾纏等。薛定諤方程在量子光學中的應用，描述瞭光與原子、分子相互作用時的量子態演化。量子光學不僅深化瞭我們對光本質的理解，更是為量子信息技術、量子通信等前沿領域提供瞭理論基礎。 第四章：光學的應用——重塑世界的技術 光，作為信息傳遞和能量轉化的載體，其應用早已滲透到我們生活的方方麵麵，並深刻地改變著人類文明的進程。 1. 視覺與成像： 從古老的暗箱到現代的數碼相機，光學原理一直是成像技術的基石。望遠鏡讓我們得以窺探遙遠的星係，顯微鏡讓我們得以探索微觀世界的奧秘。眼科醫學的發展，離不開對人眼光學特性的深入研究，矯正視力的眼鏡、隱形眼鏡以及各種眼科手術，都是光學原理的直接應用。 2. 信息技術： 光縴通信是現代信息革命的標誌。光信號在光縴中以極低的損耗長距離傳輸，使得全球通信網絡得以建立，數據傳輸速率呈指數級增長。激光技術的齣現，更是將信息存儲、讀取和傳輸推嚮瞭新的高度，CD、DVD、藍光光盤都離不開激光。光學掃描儀、條形碼讀取器也早已成為商業和物流不可或缺的工具。 3. 能源與照明： 太陽能電池闆利用光伏效應將太陽光轉化為電能，為清潔能源的發展提供瞭重要途徑。LED照明技術以其高效率、長壽命和低能耗，正在逐步取代傳統的照明方式，改變著我們的生活和城市景觀。激光切割、激光焊接等技術，則極大地提高瞭工業生産的效率和精度。 4. 醫療健康： 激光在醫學領域的應用廣泛而深入。激光手術可以精確地切除病竈，減少創傷，如激光近視手術、激光治療皮膚病等。光學相乾斷層掃描（OCT）技術，能夠無創地觀察眼底和血管等組織的精細結構，為疾病診斷提供關鍵信息。內窺鏡檢查也依賴於光學的引導和成像。 5. 科學研究： 從基礎物理實驗到前沿材料科學，光學儀器扮演著至關重要的角色。粒子加速器中的診斷設備、天文學觀測中的望遠鏡、材料錶徵中的光譜儀，無一不體現著光學技術的強大力量。激光誘導熒光技術（LIF）在化學和環境科學中用於物質的定性和定量分析。 6. 現代科技前沿： 量子光學的發展催生瞭量子通信和量子計算的萌芽。利用光子的量子糾纏特性，有望實現無法被竊聽的安全通信。量子計算機則有望解決當今經典計算機難以解決的復雜問題。全息技術也在不斷發展，未來有望實現三維信息的高精度記錄和呈現。增強現實（AR）和虛擬現實（VR）技術，也需要藉助先進的光學器件來實現逼真的視覺效果。 結語： 光，這個既熟悉又陌生的存在，貫穿瞭人類對世界的認知和改造的全過程。從對光綫的樸素觀察，到對光子量子特性的深刻理解，光學理論的每一次飛躍，都帶來瞭生産力和科技的革命。本書所探討的光之秘境，僅僅是光學浩瀚海洋中的一葉扁舟。未來的光學研究，必將繼續揭示更多令人驚嘆的現象，並孕育齣更多改變我們生活的顛覆性技術。光，依然是連接已知與未知的橋梁，是探索宇宙奧秘的鑰匙，是驅動人類文明不斷前行的永恒動力。

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“剛拿到《光學原理（第7版）》的時候，我確實被它的厚度和內容的多樣性所震撼。這本書的編排邏輯非常清晰，從基礎的光的本性講起，循序漸進地深入到各種光學現象的分析。我特彆欣賞作者在處理一些經典光學問題時的細緻入微，比如關於惠更斯原理的講解，不僅給齣瞭數學公式，還配以非常形象的示意圖，讓我對波的傳播有瞭更深刻的理解。當我讀到關於色彩的章節時，書中對於可見光光譜的劃分，以及不同顔色的感知機製，都解釋得非常到位，甚至還涉及瞭一些生理光學的內容，這讓我感到驚喜。這本書最大的優點在於它的全麵性，幾乎涵蓋瞭光學的所有重要分支，從幾何光學到物理光學，再到一些現代光學應用。我感覺自己就像是在進行一次光學知識的“大掃盲”，通過這本書，我對光學領域的整體圖景有瞭清晰的認識，不再是零散的知識點。即使是那些我之前不太熟悉的領域，也能通過這本書找到切入點，並對它們産生濃厚的興趣。”

评分☆☆☆☆☆

“我必須說，《光學原理（第7版）》這本書在某些方麵，確實提供瞭一些非常深入且具有挑戰性的內容，尤其是在探討一些更高級的光學現象和理論時。作者在闡述諸如衍射、乾涉以及光與物質相互作用的復雜模型時，展現瞭其深厚的學術功底。我個人在閱讀過程中，尤其是在涉及到量子光學的一些前沿話題時，花費瞭大量的時間來理解其中的數學推導和物理圖像。這本書的優點在於它並沒有迴避這些復雜的概念，而是嘗試以一種嚴謹而不失條理的方式呈現齣來，這對於那些希望在光學領域進行更深入研究的學生或者研究人員來說，無疑是一個寶貴的資源。然而，正因如此，對於光學初學者而言，這本書的某些章節可能顯得有些晦澀，需要讀者具備一定的數學基礎和物理背景纔能更好地吸收。但整體而言，它提供瞭一個紮實的理論框架，為進一步的學習和研究奠定瞭堅實的基礎。它更像是一本案頭常備的參考書，在你遇到瓶頸時，總能從中找到解答的綫索。”

评分☆☆☆☆☆

“對於我這種需要快速掌握核心知識點、並在考試中取得好成績的學生來說，《光學原理（第7版）》這本書無疑是一個非常高效的學習工具。它在內容的組織上，非常注重邏輯性和條理性，每個章節都圍繞著一個主題展開，並且在每個主題下，都清晰地列齣瞭關鍵概念、重要公式和典型例題。我尤其喜歡書中的那些“小貼士”或者“總結”部分，它們能夠幫助我快速迴顧和鞏固本章的重點內容，避免遺漏。而且，書後的習題設計也非常有代錶性，涵蓋瞭從基礎計算到復雜分析的各種題型，通過做這些題目，我能夠有效地檢驗自己對知識的掌握程度，並且學會如何靈活運用公式解決問題。我記得有一次，我花瞭幾個小時專門練習書中的一道關於衍射光柵的題目，最終解齣來的時候，那種成就感無與倫比。這本書在考試準備方麵，確實起到瞭事半功倍的效果，讓我對光學知識的掌握更加紮實和自信。”

评分☆☆☆☆☆

“這本書簡直是我的救星！作為一個對物理學一直有點畏懼的人，我曾經以為光學離我十分遙遠，隻存在於高深的實驗室裏。但《光學原理（第7版）》這本書徹底改變瞭我的看法。它就像一位循循善誘的良師益友，用非常通俗易懂的語言，一點點地揭開瞭光的神秘麵紗。從最基本的概念，比如光的直綫傳播、反射和摺射，作者都用生動的例子來解釋，讓我一下子就抓住瞭核心。我尤其喜歡那些圖示，清晰明瞭，仿佛把抽象的光綫都具象化瞭，讓我能直觀地理解各種光學現象。書中的問題設計也很有趣，不是那種死闆的計算題，而是更側重於啓發思考，引導我將所學的知識運用到實際場景中。我記得有一次，我讀到瞭關於透鏡成像的部分，作者通過描述相機的工作原理，讓我立刻就能聯想到生活中的各種鏡頭，感覺知識不再是枯燥的理論，而是觸手可及的實用工具。這本書的魅力在於，它能讓你在不知不覺中愛上光學，甚至激發齣更深入探索的興趣。即使你之前對物理完全沒概念，也能在這本書的引導下，輕鬆愉快地走進光學的大門。”

评分☆☆☆☆☆

“這本書的裝幀和排版也給我留下瞭深刻的印象。《光學原理（第7版）》整體的視覺呈現非常專業和舒適。紙張的質量很好，觸感溫潤，即使長時間閱讀也不會感到疲勞。印刷的字體清晰，字號大小適中，而且行間距也非常閤理，使得閱讀起來非常流暢。最值得稱贊的是書中的插圖和圖錶，它們不僅數量眾多，而且質量非常高。無論是復雜的物理模型示意圖，還是實驗裝置的結構圖，都繪製得非常精細，顔色搭配也恰到好處，極大地增強瞭信息的傳達效率。我經常會反復翻看書中的一些示意圖，它們幫助我更直觀地理解抽象的光學原理。而且，書中的公式排版也非常規範，采用瞭標準的數學符號，易於識彆和理解。總的來說，這本書在細節上做得非常齣色，充分考慮到瞭讀者的閱讀體驗，讓學習過程本身也成為一種享受。一本好的教科書，除瞭內容之外，其外在的錶現形式同樣重要，而《光學原理（第7版）》在這方麵做得無可挑剔。”