光谱仪器原理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:北京理工大学出版社

作者:李全臣

出品人:

页数:330

译者:

出版时间:1999-1

价格:16.00元

装帧:

isbn号码:9787810455800

丛书系列:

图书标签:

• 物理
• 光谱学
• 光谱仪器
• 物理学
• 光学
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《经典力学：从牛顿到爱因斯坦的演进》 内容概要： 本书旨在为读者系统梳理经典力学自十七世纪牛顿奠基以来，至二十世纪初爱因斯坦相对论出现之前所经历的深刻发展与完善历程。我们不探讨光学、电磁学或任何涉及量子现象的现代物理学分支，重点聚焦于宏观尺度下物体运动规律的精确描述、分析工具的创新与理论框架的哲学基础。 第一部分：牛顿力学的构建与基础 本部分将深入剖析艾萨克·牛顿爵士在《自然哲学的数学原理》中确立的经典力学体系。我们将详细阐述牛顿三大运动定律的原始表述及其在惯性参考系中的严格适用性。重点讨论万有引力定律——这一统一了天上运动与地面运动的伟大原理——的数学形式、实验验证（如开普勒定律的推导）以及其在天体力学中的早期成功应用，例如对彗星轨道的预测。 此外，我们将细致考察牛顿力学的基本概念体系：质量、力、动量和能量的初始定义。这一部分将强调几何化的运动学（Kinematics）如何被动力学（Dynamics）所驱动，以及绝对空间和绝对时间这两个形而上学基石在整个体系中所扮演的关键角色。我们将通过一系列经典的、基于笛卡尔坐标系的范例分析，如简谐振动、抛体运动的精确解，来巩固对牛顿方法的理解。 第二部分：分析力学：工具的革新 进入十八世纪，随着微积分在物理学中的成熟应用，经典力学的描述方式开始从向量化的、基于力的表述，转向更具普遍性和系统性的能量守恒原理。本部分将详述拉格朗日力学的诞生与发展。我们将从达朗贝尔的虚功原理出发，构建出广义坐标的概念，并详细推导欧拉-拉格朗日方程。 拉格朗日力学之所以具有革命性，在于它将问题的复杂性从处理向量力转移到了标量函数——拉格朗日量（$L = T - V$）的构建上。我们将分析如何利用这种方法简化复杂的约束系统，例如多体问题、刚体运动以及各种非惯性系中的动力学问题。本章将特别关注哈密顿力学作为拉格朗日力学更深层次的对偶表述。我们将详细介绍相空间的概念、哈密顿量（$H = sum p_i dot{q}_i - L$）的物理意义，以及泊松括号在描述时间演化中的核心作用。 通过对分析力学的深入学习，读者将理解为什么这些基于变分原理的表述方式，即便在尚未引入量子力学之前，也展示出了超越牛顿定律的深刻内在美感和更强的推广潜力。 第三部分：刚体动力学与微观基础的初步探讨 本部分着重于扩展经典力学在宏观复杂系统上的应用。我们将耗费大量篇幅讨论刚体动力学，包括刚体的转动惯量张量的计算、欧拉角在描述三维任意旋转中的应用，以及欧拉方程在陀螺仪和进动问题中的实际应用。我们会分析角动量守恒定律在旋转系统中的重要性。 在对宏观系统的描述达到顶峰后，我们转向经典力学的局限性及其对微观世界的初步探索。本章将审视能量和动量在热力学系统中的统计性展现。我们将引入理想气体模型，从玻尔兹曼的统计观点出发，探讨宏观热力学量（如温度、压强）如何从大量分子碰撞的微观运动中涌现出来。虽然我们不会深入讨论统计力学的复杂细节，但会强调经典力学在处理大量粒子集合行为时所依赖的概率性假设，并以此作为引出二十世纪初物理学危机的铺垫。 第四部分：相对性革命前的经典理论终结 最后一部分将回顾经典力学在十九世纪末所面临的挑战，这些挑战最终催生了对绝对时空观念的颠覆。我们将详细审视迈克尔逊-莫雷实验的直接意义，并分析以太理论的失败。接着，我们将探讨经典电磁学（麦克斯韦方程组）对经典力学基础框架的冲击——电磁波的恒定速度与伽利略变换的不相容性。 我们将分析开普勒和牛顿体系在处理极端情况（如水星近日点的进动）时表现出的细微偏差，这些偏差被视为经典力学在经验证据面前的最后一道防线。本书的收尾将聚焦于庞加莱和洛伦兹在修正经典变换方面所做的关键性工作，为读者理解爱因斯坦如何以前所未有的简洁性彻底重构“同时性”概念、废弃绝对时间，并最终构建狭义相对论打下坚实的、纯粹基于经典力学内部矛盾分析的基础。 本书严格限制在经典范畴内，不涉及薛定谔方程、海森堡不确定性原理、量子场论，亦不涵盖广义相对论中关于时空弯曲的几何描述，专注于牛顿、拉格朗日、哈密顿框架的完善及其对宏观世界的精确解释。

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这本书的语言风格出奇地平实，这在厚重的技术书籍中是相当难得的。它没有使用那种故作高深的学术腔调，而是非常务实地在和读者进行一场深入的专业对话。阅读过程中，我很少有需要频繁查阅词典的时刻，因为作者总能用最直白的物理图像来解释那些晦涩的数学概念。比如，他对“仪器的杂散光抑制”的阐述，不是简单地给出一个光学设计图，而是通过描述光线在不同元件表面的“不期而遇”和“不必要的影响”，让读者立刻就能理解杂散光对最终数据质量的破坏性。这种注重可理解性和直观性的表达，极大地降低了初学者进入这个领域的心理门槛。它让学习过程不再是枯燥的公式记忆，而更像是一场对精密科学仪器的逐步解剖和理解之旅。

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这本书的作者在梳理和整合跨学科知识方面的功力令人印象深刻。光谱学本身就是一个高度依赖物理光学、电子工程、材料科学乃至计算机算法的综合领域，而本书成功地将这些看似分散的知识点编织成了一个有机的整体。我尤其欣赏作者对不同测量模式（如傅里叶变换、色散元件式）工作原理的对比分析。他没有简单地罗列它们的优缺点，而是深入剖析了它们在面对特定分析对象（例如，高分辨率要求还是高信噪比要求）时，其内在的物理约束和电子学限制是如何起作用的。这种深入到“为什么”层面的探讨，远比单纯的“是什么”更有启发性。这种宏观的视野和微观的精细讲解相结合的叙事方式，帮助我构建了一个更全面、更具层次感的知识地图，真正体会到仪器设计背后的权衡与取舍哲学。

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我个人在使用本书进行课题研究时，发现它对于处理那些“疑难杂症”特别有效。很多标准教材只关注理想状态下的系统性能，但现实中的仪器总会遭遇各种噪声、漂移和非线性问题。这本书的后半部分专门辟出章节讨论了仪器的校准、误差分析及其补偿策略。作者不仅指出了常见的误差来源（如温度漂移、机械振动引入的周期性噪声），更重要的是，他提供了建立模型和进行在线反馈修正的具体思路。这些内容非常具有操作性，对于实际操作实验室设备并追求极限性能的工程师和研究人员来说，简直是“救命稻草”。它教会的不是如何运行一套标准的测试流程，而是如何像一个“仪器医生”那样，去诊断和优化一台复杂的光谱测量系统的健康状况，这种实用主义精神让这本书的价值远超出了基础理论教材的范畴。

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我必须承认，我对这本书的某些章节感到有些措手不及，尤其是涉及到最新一代数字信号处理技术的那部分。作者在介绍传统模拟电路基础时，逻辑推演严密、循序渐进，即便是初学者也能轻松跟上思路，对于构建坚实的理论基石非常有帮助。然而，当话题转向基于FPGA的高速数据采集和实时谱线分析时，内容似乎一下子拔高了许多，缺乏足够的过渡和实例支撑。我感觉自己像是突然被扔进了一片算法的汪洋，理论公式堆砌较多，而实际编程实现或调试经验的分享却显得有些单薄。这对于那些期待将理论知识迅速转化为工程实践的读者来说，可能会是一个不小的挑战，需要额外花费大量时间去查阅相关软件工具手册和编程指南来弥补这部分知识的缺口。希望未来的修订版能在这一点上做更深入的补充和实例演示，以更好地衔接理论与前沿应用。

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这本书的装帧设计和印刷质量相当不错，纸张触感温润，油墨均匀，即便是反复翻阅也不会轻易出现磨损的痕迹。封面设计采用了简约的现代风格，色彩搭配和谐，给人一种专业而又不失深度的感觉。装订部分看得出来是下足了功夫的，平摊在桌面上时非常服帖，这一点对于需要长时间阅读和参考的专业书籍来说，无疑是一个极大的加分项。此外，书中的插图和图表清晰度极高，线条锐利，层次分明，即便是复杂的仪器结构图也能一目了然。这一点对于理解那些抽象的光学原理和复杂的信号处理流程至关重要。排版布局也十分考究，段落间的留白恰到好处，使得阅读过程中的视觉疲劳感大大降低，让长时间的深度学习变得更加舒适和高效。整体而言，从物理载体的角度来看，这本书的制作水准完全达到了我个人对一本高质量技术专著的期待，这无疑提升了阅读的愉悦度和学习的积极性。

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