(音像)光与视觉-Discovery物质科学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中央教育科学音像出版

作者:许钟民

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2002-01

价格:28.00

装帧:平装

isbn号码:9787880131444

丛书系列:

图书标签:

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《光影流转：从古典光学到现代材料学》 图书简介 本书旨在带领读者穿越物理学和材料科学的广阔疆域，聚焦于“光”这一宇宙中最基本、也最迷人的现象，以及人类如何通过理解和操控它，塑造了现代世界的面貌。与侧重于具体物质科学应用的教材不同，本书采取了一种更具人文关怀和历史纵深的叙事方式，探讨光现象背后的基础物理原理、跨越世纪的科学探索历程，以及光与物质相互作用所催生的革命性技术。 第一部分：光学的基石——从几何到波动 本篇将追溯人类对光认识的源头，从古希腊哲学家对光射线路径的初步思考开始，构建经典光学的基础框架。我们将深入探讨： 1. 几何光学：精确的轨迹与成像的艺术 反射与折射定律的建立： 细致分析斯涅尔定律的数学基础及其在透镜设计中的应用。我们将讨论开普勒和笛卡尔如何将这些经验法则转化为严谨的数学模型，以及这些模型如何奠定了现代光学仪器（如望远镜和显微镜）的理论基础。 像差的挑战： 详细解析球差、彗差、像散等几何光学中的固有缺陷。通过考察拉格朗日对光线不变性的发现，引出消除这些像差的努力，以及非球面镜和复杂的复合透镜系统是如何克服这些限制的。 2. 波动光学：光的本质与干涉现象 光的波粒之争的史诗： 详细重现牛顿的微粒说和惠更斯的波动的激烈交锋。重点分析托马斯·杨的双缝实验，它如何成为波动说的决定性证据。我们将探讨光的叠加原理，以及相干性的概念。 衍射的精妙： 从菲涅尔的半影理论到夫琅禾费衍射的精确计算，分析光波绕过障碍物或通过小孔时的行为。这一部分将不仅仅是数学推导，更会阐述衍射极限在信息采集和分辨能力上的根本意义。 光的偏振： 深入研究光的横波性质，包括起偏器、检偏器的作用，以及马吕斯定律和布儒斯特角。探讨偏振在材料应力分析、液晶显示技术以及自然界中生物导航中的关键作用。 第二部分：量子之光——光谱、能级与光子的诞生 随着经典物理学的极限被触及，本部分将聚焦于20世纪初的光量子革命，探讨光与物质内部结构之间更为深刻的联系。 1. 黑体辐射与普朗克革命： 剖析基尔霍夫的黑体概念，以及经典物理学在描述高频辐射时的“紫外灾难”。详细阐述普朗克假设的革命性意义——能量的量子化，以及它如何为量子力学奠定了最初的阶梯。 2. 光电效应的证据： 详细回顾爱因斯坦如何利用普朗克的量子概念成功解释光电效应，提出光子（量子）的概念，从而无可辩驳地确立了光的粒子性，并由此开启了波粒二象性的深刻哲学探讨。 3. 原子光谱与玻尔模型： 分析线状光谱的规律性，从夫琅禾费线到里德伯公式的演绎。深入理解玻尔的量子化条件如何成功预测氢原子能级，以及吸收光谱和发射光谱背后的能级跃迁机制。 第三部分：光与物质的交织——从信息存储到生命感知 本书的最后部分，将视线转向宏观应用领域，探讨基于前述基础物理原理的现代光技术，重点关注信息、能源和生物医学交叉领域。 1. 现代光学材料的特性： 不侧重于具体的材料合成细节，而是从光学性质角度审视材料的选择。讨论折射率的精确控制（如超材料的负折射率概念），以及色散现象在成像系统中的影响。探讨透明度、吸收系数和散射机制如何决定材料作为光学窗口或滤光片的性能。 2. 光的信息载体： 深入剖析激光的原理——受激辐射、粒子数反转与腔的建立。重点阐述激光在光纤通信中的应用，强调其高带宽、低损耗的优势，并探讨光存储（如蓝光技术）中光斑尺寸与信息密度的关系。 3. 光在生命系统中的角色： 探讨视觉的生物物理基础——视紫红质分子如何通过光子激发导致构象变化，从而产生神经信号。介绍荧光标记技术在生物成像中的核心地位，以及如何利用光与生物大分子相互作用的特异性，实现对细胞内部过程的实时动态观察。 总结与展望 本书的终极目标是构建一座桥梁，连接基础物理学的严谨推理与工程技术的创新实践。通过对光现象的系统性梳理，读者将能更深刻地理解，无论是精确的几何描绘，还是抽象的量子跃迁，都是人类对同一基本自然力——电磁辐射——的认知深化。展望未来，我们将讨论光子学在量子计算、高速传感以及可持续能源捕获等前沿领域中蕴含的巨大潜力。 本书适合具有一定高中物理基础的爱好者、对物理学史感兴趣的读者，以及初涉光学、电子信息或材料科学领域的学生作为补充阅读材料。它提供了一个宏大而完整的视角，审视光如何持续推动科学和技术的发展。

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这本书的另一个突出优点在于其对跨学科知识的整合能力。我惊喜地发现，它并非仅仅局限于单一领域，而是巧妙地将物理学的基本定律与工程学的实际应用、甚至哲学上的思辨熔于一炉。比如，书中对某个光学现象的阐述，不仅详细解释了背后的波粒二象性，还顺带探讨了这种现象在现代成像技术中的实际影响，并延伸到了人类感官认知的局限性。这种多维度的探讨，极大地拓宽了我的视野。我原本以为自己对这些领域略有涉猎，但阅读完相关章节后，才意识到自己知识的片面性。作者的功力体现在，他能在不同的知识体系之间架设起清晰的桥梁，让读者明白，科学的各个分支并非孤立存在，而是相互支撑、共同构建起我们对世界的认知。这种系统性的思维训练，远比死记硬背孤立的知识点要宝贵得多。

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这本书在细节的处理上展现出一种近乎偏执的严谨性，这一点对于追求精准的读者来说，无疑是最大的福音。虽然它的风格轻松活泼，但翻阅任何一页，你都能感受到背后扎实的学术功底。数据的引用清晰明确，图示的标注精确无误，即便是那些看似信手拈来的小注脚，也透露着作者对文献的反复考证。我尤其欣赏它对“历史误区”的澄清。很多科普读物为了追求故事性，会简化或美化科学史，但这本书却毫不避讳地指出了早期理论的局限性，并解释了是如何一步步被修正和完善的。这种诚实的态度，教会了我如何以批判性的眼光看待知识的演变过程。它不仅给了我“是什么”的答案，更重要的是，它教会了我“为什么是这样”的探究方法，这是真正的知识传递。

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这本书的封面设计真是让人眼前一亮，那深邃的蓝色背景，点缀着几颗闪烁的星芒，仿佛将人瞬间拉入浩瀚的宇宙之中。我原本是抱着随便翻翻的心态购入的，毕竟市面上关于物理和化学的书籍浩如烟海，很难找到一本既能深入浅出讲解复杂概念，又能激发阅读兴趣的佳作。然而，这本书的排版和插图质量超乎我的预期，色彩的运用极为考究，每一张图表都像是精心打磨的艺术品，清晰地勾勒出理论模型。阅读过程中，我能感受到作者在内容编排上的匠心独运，他们似乎深谙读者的求知欲曲线，总能在关键时刻插入一些引人入胜的小故事或者历史典故，让原本枯燥的公式变得鲜活起来。我特别欣赏它对基础概念的扎实铺陈，没有急于炫技，而是耐心引导读者建立起坚实的知识框架，那种循序渐进的感觉，非常适合初学者建立自信，也让那些已经有一定基础的读者能够重新审视和巩固自己的理解，避免了许多同类书籍那种上来就堆砌高深术语的通病。整体来看，它更像是一次精心策划的知识探险，而不是简单的教科书。

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我得说，这本书的叙事风格实在是太迷人了，完全颠覆了我对科学普及读物的刻板印象。它没有那种居高临下的说教感，更像是和一位渊博又风趣的朋友在深夜里探讨宇宙的奥秘。文字的流动性极佳，句子结构多变，时而短促有力，时而又拉出长长的、富有哲理的描述，像是一首流动的散文诗。阅读起来丝毫没有阅读障碍，我甚至几次因为某个绝妙的比喻而会心一笑。尤其是在讲解一些宏大概念时，作者总能找到最贴切的日常类比，比如用厨房里的烹饪过程来解释复杂的化学反应，这种接地气的手法，瞬间拉近了读者与前沿科学的距离。这本书的阅读体验是沉浸式的，我感觉自己不是在“学习”知识，而是在“经历”科学发现的过程，仿佛亲眼见证了那些伟大的科学家们在实验室里经历的挫折与灵光乍现的瞬间。这种代入感，是许多依赖大量公式推导的书籍所无法给予的。

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我必须强调这本书在引发思考方面的巨大效力。读完它之后，我发现自己看待日常事物的角度都发生了微妙的转变。那些曾经习以为常的自然现象——比如彩虹的形成、物体颜色的感知，甚至是我们呼吸的空气中分子的运动——都仿佛被赋予了新的生命和深度。这本书没有简单地给出答案，而是提出了一系列发人深省的问题，鼓励读者跳出书本的限制，去观察、去质疑。例如，书中对“确定性”和“随机性”的讨论，让我对我们所处的物理世界的本质产生了更深层次的哲学反思。它成功地激发了我内心深处对未知世界的好奇心，那种想要刨根问底、亲手去验证一番的冲动，久久不能平息。对于那些渴望知识不仅仅停留在书本层面，更能融入到日常思考中的读者来说，这本书无疑是一次心灵的洗礼和智力的激活。

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