现代声学科学与技术丛书：声空化物理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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陈伟中 著

图书标签:

• 声学
• 声空化
• 物理
• 科学
• 技术
• 超声
• 液体物理
• 气泡动力学
• 工程
• 医学

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030418104

版次：1

商品编码：11564300

包装：精装

丛书名： 现代声学科学与技术丛书

开本：32开

出版时间：2014-08-01

用纸：胶版纸

页数：448

字数：570000

正文语种：中文

内容简介

　　《现代声学科学与技术丛书：声空化物理》围绕声空化介绍相应的物理学知识和应用技术。在连续介质力学的理论框架里，介绍均匀流体中的声传播理论、不同流体中的界面行为以及振动表面的声辐射问题等。重点介绍Rayleiph气泡动力学模型的建立、修正和求解。阐述过程由浅入深、循序渐进，从无阻尼、无驱动的小幅脉动气泡开始，然后引入阻尼、驱动，得到描述声空化泡脉动的Rayleigh-Plesset方程，最后把理论推广到可压缩流体和非球对称情形。非线性是气泡动力学的一个重要特征，为此，《现代声学科学与技术丛书：声空化物理》介绍空化泡脉动的周期、倍周期、多周期和}昆沌特征，以及气泡动力学方程的数值求解。
　　声空化是一种强声效应，围绕强超声波的激发，《现代声学科学与技术丛书：声空化物理》介绍材料的弹性、介电性和压电性，以及超声波电源相关的电路理论；而作为强声产生的效应，专门介绍当前热门课题声致发光；最后，介绍进入各行各业的声空化应用技术，其中包括超声清洗、超声粉碎、超声灭菌、超声萃取、声化学、超声治疗学和包膜微气泡及其临床应用。
　　《现代声学科学与技术丛书：声空化物理》可供声学专业的高年级本科生、研究生做为教材使用，也可做相关科研人员的参考资料。

内页插图

目录

前言
第1章 绪论
第2章 液体中的声波
2.1 理想流体中的声波理论
2.1.1 Euler方程
2.1.2 Bernoulli方程
2.1.3 连续性方程
2.1.4 守恒形式的流体力学基本方程
2.1.5 物态方程
2.1.6 过程方程
2.1.7 理想气体的绝热指数
2.2 声波方程的求解及其简单解
2.2.1 声波方程的微扰展开
2.2.2 线性化声波方程
2.2.3 边界条件和初始值
2.2.4 线性声波方程的简单解
2.3 声场的能量
2.3.1 能量
2.3.2 能量密度
2.3.3 能流和能流密度
2.4 声波在界面上的行为
2.4.1 衔接条件
2.4.2 反射定律和折射定律
2.4.3 声全反射
2.4.4 反射系数和透射系数
2.4.5 声阻抗
2.5 声辐射
2.5.1 球面声辐射理论
2.5.2 辐射声波的强度
2.5.3 声辐射阻抗
2.6 黏性流体中的声波
2.6.1 流体中的应力张量
2.6.2 Nevier一Stokes方程
2.6.3 曲线坐标系中的微分运算
2.6.4 球坐标下的Navier-Stokes方程
2.7 场和物质运动
2.7.1 Euler体系流体理论
2.7.2 Lagrange体系流体理论
2.7.3 Euler体系和Lagrange体系之间的相互转换
2.7.4 Euler体系和Lagrange体系的物理量的区别

第3章 电一超声波能量转换
3.1 晶体压电性的微观机理
3.2 晶体的弹性
3.2.1 应力张量和应变张量
3.2.2 广义Hooke定律
3.2.3 六维矢量表示的应力和应变张量
3.2.4 Young模量、切变模量和Poisson比
3.2.5 弹性体中的弹性能量密度
3.3 晶体的介电性
3.3.1 极化的量子微观机理
3.3.2 极化率张量
3.3.3 介电常数张量
3.3.4 电介质中的电能量密度
3.4 晶体的压电性
3.4.1 压电效应和逆压电效应
3.4.2 压电常数
3.4.3 压电方程
3.4.4 压电晶体中的能量密度
3.4.5 机电耦合系数
3.5 超声换能器
3.5.1 电声转换元件
3.5.2 变幅杆原理
3.5.3 超声换能器
3.5.4 压电换能器的等效电路
3.5.5 压电换能器的阻抗频率特性
3.5.6 压电换能器的阻抗匹配
3.6 超声功率放大器
3.6.1 放大器的种类和特性
3.6.2 D类放大器
3.6.3 频率跟踪电路
3.6.4 超声波发生器

第4章 液体的空化
4.1 空化阈值
4.1.1 理想空化和有核空化
4.1.2 空化泡的形状
4.1.3 表面张力
4.1.4 弯曲液体表面的附加压力
4.1.5 空化核
4.1.6 有核空化和Blake空化阈值
4.2 声空化
4.2.1 超声空化
4.2.2 水力空化
4.2.3 水翼空化
4.2.4 螺旋桨空化
4.2.5 水锤空化
4.3 空化效应
4.3.1 空蚀现象
4.3.2 空化噪声
4.4 空化强度
4.4.1 驱动声压描述空化强度
4.4.2 空化效应描述空化强度
4.4.3 空化强度表

第5章 气泡动力学
5.1 线性气泡动力学
5.1.1 气泡的自由运动
5.1.2 有阻尼的气泡运动
5.1.3 有驱动有阻尼的气泡运动
5.2 Rayleigh气泡动力学
5.2.1 有限幅度脉动的自由气泡
5.2.2 Rayleigh方程
5.2.3 Rayleigh-Plesset，方程
5.2.4 可压缩流体的气泡动力学方程
5.3 Rayleigh方程的线性化
5.4 气泡的参数振动
5.4.1 强迫振动和参数振动
5.4.2 气泡的线性参数振动
5.5 非球形气泡动力学理论
5.5.1 非球形的初始气泡
5.5.2 非球形的驱动压力
5.6 Rayleigh-Plesset方程的数值求解
5.6.1 Euler方法
5.6.2 预报一校正方法
5.6.3 Runge-Kutta积分
5.6.4 步长控制和方法
5.6.5 气泡动力学的数值解
5.7 气泡脉动的测量
5.7.1 Mie散射技术
5.7.2 差频积分成像技术
5.7.3 数字移相频闪成像技术
5.7.4 双路Mie散射技术

第6章 声致发光
6.1 多泡声致发光
6.1.1 多泡声致发光的实验观察
6.1.2 多泡声致发光光谱
6.1.3 多泡声致发光特征光谱的参数相关性
6.1.4 多泡声致发光的温度相关性
6.1.5 表面活性剂对多泡声致发光的影响
6.1.6 多泡声致发光的机理
6.2 超声悬浮
6.2.1 声悬浮现象
6.2.2 声辐射压力
6.2.3 液体中空化泡的声悬浮
6.3 单泡声致发光
6.3.1 声谐振腔
6.3.2 作液体的除气和溶气
6.3.3 单泡声致发光的实验观察
6.3.4 单泡声致发光的脉冲形状
6.3.5 单泡声致发光的连续光谱
6.3.6 单泡声致发光的特征光谱
6.3.7 单泡声致发光的时间相关光谱
6.3.8 单泡声致发光的参数相关性
6.4 声致发光机理
6.4.1 单泡声致发光的可能机理
6.4.2 单泡和多泡声致发光
6.5 非直接的声光效应
6.5.1 声致荧光
6.5.2 声致化学发光

第7章 声空化应用技术
7.1 超声清洗
7.2 超声粉碎
7.2.1 超声细胞粉碎
7.2.2 与传统细胞粉碎技术的比较
7.2.3 超声细胞粉碎的样品相关性
7.3 超声灭菌和空化灭菌
7.3.1 超声灭菌
7.3.2 空化灭菌
7.3.3 组合灭菌
7.4 超声萃取
7.4.1 萃取原理
7.4.2 萃取过程
7.4.3 超声液液萃取
7.4.4 超声固液萃取
7.5 声化学
7.5.1 声化学反应器
7.5.2 声化学的作用机理
7.5.3 水相声化学反应
7.5.4 有机声化学反应
7.6 超声治疗学
7.6.1 体外冲击波碎石
7.6.2 高强度聚焦超声刀
7.7 包膜气泡及其在医学中的应用
7.7.1 超声造影剂
7.7.2 包膜气泡模型
7.7.3 超声靶向给药
参考文献
索引

前言/序言

现代声学科学与技术丛书：声空化物理 （注：以下内容为针对“现代声学科学与技术丛书”中其他分册或本丛书整体的、不涉及“声空化物理”具体内容的综合性或概览性简介。内容旨在描绘一个宏大的声学研究图景，而非具体介绍声空化技术。） 丛书总序：聆听世界的脉搏——声学科学与技术的时代前沿 在人类探索自然的漫长历程中，声音始终扮演着不可或缺的角色。它不仅是我们感知环境、交流思想的基础媒介，更是隐藏在物质世界深层结构中的重要信息载体。从古老的乐器制作到现代的无损检测，从深海探测到医学成像，声学——这门研究物质介质中机械振动的产生、传播、接收与效应的学科——正以前所未有的广度和深度渗透到现代科技的各个角落。 “现代声学科学与技术丛书”的诞生，旨在系统梳理和深入阐述当代声学领域中最为活跃、最具突破性的研究方向和关键技术。本丛书汇集了该领域顶尖学者的智慧结晶，力求构建一座连接基础理论研究与工程实际应用的桥梁，为科研工作者、工程师以及高等院校师生提供一套全面、深入、前沿的学习与参考资料。 丛书主题聚焦：跨越传统边界的声学新视野 本丛书的选篇标准极为严苛，聚焦于那些正在定义“现代声学”概念的核心领域。我们关注的不再仅仅是简单的声音传播规律，而是声波与物质、能量、信息之间复杂相互作用的精妙机制。 一、基础理论的革新与拓展： 丛书涵盖了对经典波动理论进行修正和拓展的最新进展。这包括对非线性声学的深入探讨，研究在高声强或特殊介质中，声波传播特性如何偏离线性假设，从而产生倍频、调制等复杂现象，这对于超声医学成像的分辨率提升至关重要。此外，超材料与超表面声学是本丛书的重点之一。我们详细剖析了如何设计具有天然材料所不具备的奇异声学响应（如负折射率、零反射）的结构，这些结构正在彻底改变声波的操控能力，开辟了隐身、完美聚焦等前沿研究领域。 二、海洋与地球物理声学的新纪元： 海洋是地球上最大的未知领域，声波是穿透海水、获取深海信息的唯一有效手段。本丛书的若干卷册专门致力于海洋声学建模与反演。内容涉及复杂水下环境中的声场传播、声散射理论的精确计算，以及如何利用先进的信号处理技术从混杂的回波中精确识别目标（如潜艇、海底构造）。我们深入讨论了利用海洋地震学揭示地壳深部结构，以及海洋环境噪声源的特性分析及其对生物声学和军事探测的影响。 三、生物医学与材料科学中的声学应用： 声波在生物医学领域的应用正处于爆发期。本丛书详细介绍了高强度聚焦超声（HIFU）在无创消融肿瘤中的物理机制与剂量控制；探讨了超声弹性成像如何量化组织硬度，辅助疾病诊断；并对微泡动力学（注：此处特指作为介质或造影剂的微泡，而非空化现象本身）在靶向药物输送中的应用进行了详尽的分析。在材料科学方面，声学无损检测（NDT）的最新进展被重点介绍，包括利用板波、导波技术对大型结构件进行早期缺陷识别，以及利用声学方法对新型复合材料的内部结构进行表征。 四、先进信号处理与信息获取： 现代声学研究离不开强大的数据处理能力。本丛书探讨了如何利用计算声学中的先进算法，如大规模有限元法（FEM）、边界元法（BEM）以及快速傅里叶变换（FFT）的优化应用，来模拟和反演复杂的声学问题。同时，声学传感网络的构建、分布式声场重构技术，以及如何从海量声学数据中提取有效信息（如环境监测、语音识别的声学基础），也构成了本丛书的重要组成部分。 丛书的价值定位： “现代声学科学与技术丛书”不仅是一套教科书，更是一部面向未来的研究指南。它以前瞻性的视角，系统地组织了声学领域过去十年的重大突破和未来十年的发展方向。我们希望读者能够通过阅读本丛书，不仅掌握扎实的理论基础，更能清晰地认识到，声波作为一种强大的物理工具，正以前所未有的精度和效率，驱动着科学发现和工程创新的前沿。本丛书是每一位致力于在声学相关领域追求卓越的学者和工程师不可或缺的宝贵资源。

评分☆☆☆☆☆

刚翻开《现代声学科学与技术丛书：声空化物理》这本书，就有一种莫名的兴奋感涌上心头。我对声学这个领域一直有着浓厚的兴趣，而“声空化”这个词听起来就充满了神秘感和前沿性。翻阅目录，看到里面涵盖了从基础的空化成因到复杂的空化动力学，再到各种应用领域，感觉信息量巨大，内容一定非常扎实。这本书的装帧设计也很用心，纸张的触感和印刷的质量都属于上乘，让人在阅读之前就充满了期待。我个人对声空化在医学影像、材料处理甚至新能源开发中的潜在应用非常好奇，这本书是否能深入浅出地剖析这些奥秘，我拭目以待。

评分☆☆☆☆☆

读到书中关于空化泡动力学的部分，我简直被震撼到了。作者用极其精妙的笔触，描述了空化泡的生成、生长、溃灭等一系列瞬息万变的动态过程，以及与之伴随的瞬时高温高压、冲击波、声辐射等剧烈物理现象。这些描述不仅仅是科学的陈述，更像是一幅幅惊心动魄的微观世界画卷。书中对空化泡溃灭时释放能量的估算，以及这些能量如何被用于驱动化学反应或产生机械效应，都让我惊叹于自然界中蕴藏的巨大力量。我脑海中不禁浮现出，在微观尺度上，这些微小的“爆炸”究竟能产生多么神奇的效果。

评分☆☆☆☆☆

这本书对声空化在实际应用中的探讨，也让我受益匪浅。例如，在超声治疗领域，如何精确控制空化效应以实现对病灶的靶向破坏，又如何避免对健康组织的损伤，这其中的技术挑战和创新思路，书中都有详细的介绍。此外，声空化在食品加工、环保污水处理等方面的应用，也展示了这一技术广阔的社会价值。我特别关注书中对于新型空化诱导方法和增强技术的讨论，这预示着声空化技术未来发展的无限可能。

评分☆☆☆☆☆

这本书的开篇部分，作者以非常清晰且富有逻辑的语言，为我们勾勒出了声空化这一现象的宏观图景。我特别欣赏他没有直接陷入枯燥的公式推导，而是通过生动的比喻和形象的描述，将抽象的物理概念具象化，让像我这样的非专业读者也能初步领略到声空化是如何在超声波的作用下，在液体中孕育出微小空泡，并随后经历复杂的演化过程。这种循序渐进的讲解方式，无疑为深入理解后续更复杂的内容打下了坚实的基础。书中提及的一些历史上的经典实验和理论进展，也让我对声空化研究的演变过程有了更深刻的认识。

评分☆☆☆☆☆

总而言之，《现代声学科学与技术丛书：声空化物理》这本书，无论是在理论深度还是在实践应用上，都给我留下了深刻的印象。它不仅是一本严谨的学术专著，更是一本能够激发读者探索欲望的科普读物。我从中学到了许多关于声波与物质相互作用的宝贵知识，也对声空化这一迷人而又充满潜力的领域有了更清晰的认识。这本书的价值，远不止于文字的堆砌，更在于它所传递的科学精神和创新思想。

评分☆☆☆☆☆

当杨振宁和米尔斯认识到这点，加上对易子一项后，计算变得简单顺畅起来。如杨振宁在回忆中说：“我们知道我们挖到宝贝了！”【3】。通过两人卓有成效的合作，他们在《物理评论》上接连发表了两篇论文【4，5】，提出杨-米尔斯规范场论。

评分☆☆☆☆☆

很好用,如果需要还会继续买

评分☆☆☆☆☆

规范理论中的传播子都是没有质量的，否则便不能保持规范不变。电磁规范场的作用传播子是光子，光子没有质量。但是，强相互作用不同于电磁力，电磁力是远程力，强弱相互作用都是短程力，短程力的传播粒子一定有质量，这便是泡利当时所提出的问题。果然是因为这个质量的难题，让规范理论默默等待了20年！

评分☆☆☆☆☆

快递小哥不错

评分☆☆☆☆☆

规范理论中的传播子都是没有质量的，否则便不能保持规范不变。电磁规范场的作用传播子是光子，光子没有质量。但是，强相互作用不同于电磁力，电磁力是远程力，强弱相互作用都是短程力，短程力的传播粒子一定有质量，这便是泡利当时所提出的问题。果然是因为这个质量的难题，让规范理论默默等待了20年！

评分☆☆☆☆☆

那是一篇有关狄拉克电子在引力场时空中运动的相关讨论，不过，直到多年后，杨振宁才明白了其中所述的引力场与杨-米尔斯场在几何上的深刻联系，从而促进他在70年代研究规范场论与纤维丛理论的对应，将数学和物理的成功结合推进到一个新的水平。

评分☆☆☆☆☆

寄出文章之前，1954年的2月，杨振宁应邀到普林斯顿研究院作报告，正逢泡利在高研院工作一年。当杨在黑板上写下他们将A推广到B的第一个公式时，“上帝鞭子”开始发言了：“这个B场对应的质量是多少？”，急得杨振宁一身冷汗，因为这个问题一针见血地点到了他们的“死穴”。之后泡利又问了一遍同样的问题，杨只好支支吾吾地说事情很复杂，泡利听后便冒出一句他常用的妙语：“这是个很不充分的借口”。当时的场景使杨振宁分外尴尬，报告几乎作不下去，亏得主持人奥本海墨出来打圆场，泡利方才作罢，之后一直无语【6】。

评分☆☆☆☆☆

那是一篇有关狄拉克电子在引力场时空中运动的相关讨论，不过，直到多年后，杨振宁才明白了其中所述的引力场与杨-米尔斯场在几何上的深刻联系，从而促进他在70年代研究规范场论与纤维丛理论的对应，将数学和物理的成功结合推进到一个新的水平。

评分☆☆☆☆☆

不错，送货快，质量好，下次还来。