光学原理(第7版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[德] 马科斯·玻恩（MaxBorn），[美] 埃米尔 著

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• 光学原理
• 光学仪器
• 光线
• 折射
• 反射
• 衍射
• 干涉
• 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)马科斯·玻恩(Max Born),(美)埃米尔·沃耳夫(Emil Wolf) 著;杨葭荪 译 著作 定  价:98 出 版 社:电子工业出版社 出版日期:2016年07月01日 页  数:811 装  帧:平装 ISBN:9787121289323 ●暂无

内容简介

暂无

《光之秘境：经典光学理论与现代应用解析》 本书并非《光学原理（第7版）》的内容概要，而是对光学这一迷人科学领域进行的一次深度探索，旨在揭示其跨越时空的深远影响，并展现其在现代科技前沿的蓬勃生机。我们将从光学最基础的概念入手，逐步深入其精妙的数学框架，进而审视它如何驱动着我们感知世界的方式，以及如何塑造了人类文明的进程。 第一章：光之初探——感知与理论的萌芽 在人类文明的黎明，光，作为最基本的存在，首先以其可见性塑造了我们的世界。我们看到日升日落，辨别远近，感知色彩。然而，光的本质，却长久地笼罩在神秘的面纱之下。古代哲学家们曾试图用粒子或波动的概念来解释它，但缺乏严谨的实验支撑，这些猜想多停留在思辨的层面。 直到牛顿的时代，光的粒子说才得到了初步的实验验证。他通过棱镜实验，成功地将白光分解成七色光，并提出了光的“微粒说”。这一理论在当时占据主导地位，深刻影响了后世对光的理解。粒子说将光视为一种由微小粒子组成的物质流，它们以直线传播，并与物质相互作用从而产生视觉。这种直观的解释，在描述光的反射和折射现象时表现出极高的契合度。 然而，自然界从不缺乏挑战既有理论的现象。菲涅耳等科学家通过对衍射和干涉现象的研究，开始质疑纯粹的粒子说。光的衍射，即光在遇到障碍物边缘时会发生弯曲的现象，以及干涉，即两束光叠加时可能相互增强或抵消的现象，都难以用粒子模型来圆满解释。这促使科学家们重新审视并发展了光的波动说。 惠更斯是波动说的先驱，他提出光是一种介质（以太）中的波，并通过惠更斯原理成功地解释了光的直线传播、反射和折射。尽管早期波动说在解释某些现象时存在局限，但随着实验技术的进步，衍射和干涉的出现，为波动说的崛起奠定了坚实的基础。这一理论认为光是以波的形式传播的，具有频率、波长等波动特性，并能像水波一样发生叠加和绕射。 第二章：波动与粒子的共舞——量子光学的崛起 波动说和粒子说在解释光的某些现象时各有所长，又各有所短，这种看似矛盾的局面，直到20世纪初才因量子力学的诞生而得到根本性的突破。普朗克在解释黑体辐射时引入了能量量子化的概念，爱因斯坦进一步将这一思想应用于光，提出了光量子假说，即光是由一份份不连续的能量子——光子组成的。 光子假说完美地解释了光电效应，即金属在受到特定频率的光照射时会发射电子的现象。光电效应的实验结果表明，光子能量与光的频率成正比，并且光子的发射和吸收都是离散的。这一发现，标志着光“波粒二象性”的诞生。光既表现出波动性，又表现出粒子性，这是一种全新的、颠覆性的理解。 光波粒二象性是量子力学最核心的概念之一。在传播过程中，光表现出波动性，如干涉和衍射；而在与物质相互作用时，如吸收和发射，则表现出粒子性，即以光子的形式进行能量交换。这种二象性并非简单的“非此即彼”，而是光在不同情境下呈现出的不同侧面。这种深刻的理解，不仅是光学理论的飞跃，更是现代物理学革命的基石。 第三章：光学的数学语言——方程与模型 要深入理解光的本质及其行为，精确的数学语言是不可或缺的。从几何光学到物理光学，再到量子光学，数学模型不断演进，为我们描绘出越来越精细的光学世界。 几何光学将光视为沿直线传播的射线，其基础是费马原理（光在两点之间传播时，总是沿着所需时间最短的路径）。通过几何光学，我们可以精确地描述光的反射和折射规律，理解透镜和反射镜成像的原理，设计各种光学仪器，如望远镜、显微镜等。斯涅尔定律（折射定律）和反射定律是几何光学中最基本也是最重要的定律，它们可以用简单的几何关系来表述。 物理光学则将光视为电磁波，其数学描述主要基于麦克斯韦方程组。麦克斯韦方程组统一了电和磁的规律，并预言了电磁波的存在，而光就是其中一种。物理光学解释了光的干涉、衍射、偏振等波动现象。傅里叶光学则将傅里叶变换引入光学，极大地简化了对衍射和成像过程的分析，使得复杂的光学系统能够被更有效地处理。 量子光学将光的粒子性和波动性结合起来，利用量子力学中的算符和概率幅来描述光。量子光学研究的是光与物质的相互作用，例如激光的产生、光子的探测、量子纠缠等。薛定谔方程在量子光学中的应用，描述了光与原子、分子相互作用时的量子态演化。量子光学不仅深化了我们对光本质的理解，更是为量子信息技术、量子通信等前沿领域提供了理论基础。 第四章：光学的应用——重塑世界的技术 光，作为信息传递和能量转化的载体，其应用早已渗透到我们生活的方方面面，并深刻地改变着人类文明的进程。 1. 视觉与成像： 从古老的暗箱到现代的数码相机，光学原理一直是成像技术的基石。望远镜让我们得以窥探遥远的星系，显微镜让我们得以探索微观世界的奥秘。眼科医学的发展，离不开对人眼光学特性的深入研究，矫正视力的眼镜、隐形眼镜以及各种眼科手术，都是光学原理的直接应用。 2. 信息技术： 光纤通信是现代信息革命的标志。光信号在光纤中以极低的损耗长距离传输，使得全球通信网络得以建立，数据传输速率呈指数级增长。激光技术的出现，更是将信息存储、读取和传输推向了新的高度，CD、DVD、蓝光光盘都离不开激光。光学扫描仪、条形码读取器也早已成为商业和物流不可或缺的工具。 3. 能源与照明： 太阳能电池板利用光伏效应将太阳光转化为电能，为清洁能源的发展提供了重要途径。LED照明技术以其高效率、长寿命和低能耗，正在逐步取代传统的照明方式，改变着我们的生活和城市景观。激光切割、激光焊接等技术，则极大地提高了工业生产的效率和精度。 4. 医疗健康： 激光在医学领域的应用广泛而深入。激光手术可以精确地切除病灶，减少创伤，如激光近视手术、激光治疗皮肤病等。光学相干断层扫描（OCT）技术，能够无创地观察眼底和血管等组织的精细结构，为疾病诊断提供关键信息。内窥镜检查也依赖于光学的引导和成像。 5. 科学研究： 从基础物理实验到前沿材料科学，光学仪器扮演着至关重要的角色。粒子加速器中的诊断设备、天文学观测中的望远镜、材料表征中的光谱仪，无一不体现着光学技术的强大力量。激光诱导荧光技术（LIF）在化学和环境科学中用于物质的定性和定量分析。 6. 现代科技前沿： 量子光学的发展催生了量子通信和量子计算的萌芽。利用光子的量子纠缠特性，有望实现无法被窃听的安全通信。量子计算机则有望解决当今经典计算机难以解决的复杂问题。全息技术也在不断发展，未来有望实现三维信息的高精度记录和呈现。增强现实（AR）和虚拟现实（VR）技术，也需要借助先进的光学器件来实现逼真的视觉效果。 结语： 光，这个既熟悉又陌生的存在，贯穿了人类对世界的认知和改造的全过程。从对光线的朴素观察，到对光子量子特性的深刻理解，光学理论的每一次飞跃，都带来了生产力和科技的革命。本书所探讨的光之秘境，仅仅是光学浩瀚海洋中的一叶扁舟。未来的光学研究，必将继续揭示更多令人惊叹的现象，并孕育出更多改变我们生活的颠覆性技术。光，依然是连接已知与未知的桥梁，是探索宇宙奥秘的钥匙，是驱动人类文明不断前行的永恒动力。

评分☆☆☆☆☆

“这本书简直是我的救星！作为一个对物理学一直有点畏惧的人，我曾经以为光学离我十分遥远，只存在于高深的实验室里。但《光学原理（第7版）》这本书彻底改变了我的看法。它就像一位循循善诱的良师益友，用非常通俗易懂的语言，一点点地揭开了光的神秘面纱。从最基本的概念，比如光的直线传播、反射和折射，作者都用生动的例子来解释，让我一下子就抓住了核心。我尤其喜欢那些图示，清晰明了，仿佛把抽象的光线都具象化了，让我能直观地理解各种光学现象。书中的问题设计也很有趣，不是那种死板的计算题，而是更侧重于启发思考，引导我将所学的知识运用到实际场景中。我记得有一次，我读到了关于透镜成像的部分，作者通过描述相机的工作原理，让我立刻就能联想到生活中的各种镜头，感觉知识不再是枯燥的理论，而是触手可及的实用工具。这本书的魅力在于，它能让你在不知不觉中爱上光学，甚至激发出更深入探索的兴趣。即使你之前对物理完全没概念，也能在这本书的引导下，轻松愉快地走进光学的大门。”

评分☆☆☆☆☆

“刚拿到《光学原理（第7版）》的时候，我确实被它的厚度和内容的多样性所震撼。这本书的编排逻辑非常清晰，从基础的光的本性讲起，循序渐进地深入到各种光学现象的分析。我特别欣赏作者在处理一些经典光学问题时的细致入微，比如关于惠更斯原理的讲解，不仅给出了数学公式，还配以非常形象的示意图，让我对波的传播有了更深刻的理解。当我读到关于色彩的章节时，书中对于可见光光谱的划分，以及不同颜色的感知机制，都解释得非常到位，甚至还涉及了一些生理光学的内容，这让我感到惊喜。这本书最大的优点在于它的全面性，几乎涵盖了光学的所有重要分支，从几何光学到物理光学，再到一些现代光学应用。我感觉自己就像是在进行一次光学知识的“大扫盲”，通过这本书，我对光学领域的整体图景有了清晰的认识，不再是零散的知识点。即使是那些我之前不太熟悉的领域，也能通过这本书找到切入点，并对它们产生浓厚的兴趣。”

评分☆☆☆☆☆

“我必须说，《光学原理（第7版）》这本书在某些方面，确实提供了一些非常深入且具有挑战性的内容，尤其是在探讨一些更高级的光学现象和理论时。作者在阐述诸如衍射、干涉以及光与物质相互作用的复杂模型时，展现了其深厚的学术功底。我个人在阅读过程中，尤其是在涉及到量子光学的一些前沿话题时，花费了大量的时间来理解其中的数学推导和物理图像。这本书的优点在于它并没有回避这些复杂的概念，而是尝试以一种严谨而不失条理的方式呈现出来，这对于那些希望在光学领域进行更深入研究的学生或者研究人员来说，无疑是一个宝贵的资源。然而，正因如此，对于光学初学者而言，这本书的某些章节可能显得有些晦涩，需要读者具备一定的数学基础和物理背景才能更好地吸收。但整体而言，它提供了一个扎实的理论框架，为进一步的学习和研究奠定了坚实的基础。它更像是一本案头常备的参考书，在你遇到瓶颈时，总能从中找到解答的线索。”

评分☆☆☆☆☆

“对于我这种需要快速掌握核心知识点、并在考试中取得好成绩的学生来说，《光学原理（第7版）》这本书无疑是一个非常高效的学习工具。它在内容的组织上，非常注重逻辑性和条理性，每个章节都围绕着一个主题展开，并且在每个主题下，都清晰地列出了关键概念、重要公式和典型例题。我尤其喜欢书中的那些“小贴士”或者“总结”部分，它们能够帮助我快速回顾和巩固本章的重点内容，避免遗漏。而且，书后的习题设计也非常有代表性，涵盖了从基础计算到复杂分析的各种题型，通过做这些题目，我能够有效地检验自己对知识的掌握程度，并且学会如何灵活运用公式解决问题。我记得有一次，我花了几个小时专门练习书中的一道关于衍射光栅的题目，最终解出来的时候，那种成就感无与伦比。这本书在考试准备方面，确实起到了事半功倍的效果，让我对光学知识的掌握更加扎实和自信。”

评分☆☆☆☆☆

“这本书的装帧和排版也给我留下了深刻的印象。《光学原理（第7版）》整体的视觉呈现非常专业和舒适。纸张的质量很好，触感温润，即使长时间阅读也不会感到疲劳。印刷的字体清晰，字号大小适中，而且行间距也非常合理，使得阅读起来非常流畅。最值得称赞的是书中的插图和图表，它们不仅数量众多，而且质量非常高。无论是复杂的物理模型示意图，还是实验装置的结构图，都绘制得非常精细，颜色搭配也恰到好处，极大地增强了信息的传达效率。我经常会反复翻看书中的一些示意图，它们帮助我更直观地理解抽象的光学原理。而且，书中的公式排版也非常规范，采用了标准的数学符号，易于识别和理解。总的来说，这本书在细节上做得非常出色，充分考虑到了读者的阅读体验，让学习过程本身也成为一种享受。一本好的教科书，除了内容之外，其外在的表现形式同样重要，而《光学原理（第7版）》在这方面做得无可挑剔。”