衍射的本性和新光束激光

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出版者:杭州大学出版社
作者:王绍民
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:1900-01-01
价格:12.0
装帧:
isbn号码:9787810358736
丛书系列:
图书标签:
  • 衍射
  • 激光
  • 光学
  • 光束
  • 衍射理论
  • 激光物理
  • 光传播
  • 量子光学
  • 电磁波
  • 光学工程
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具体描述

《光之变奏:探索衍射与新型激光束的奇妙世界》 本书将带领您踏上一段引人入胜的光学之旅,深入探究光的基本属性——衍射,并揭示塑造我们未来技术的新型激光束的奥秘。我们将从最基础的光的波动性出发,层层剥茧,揭示衍射现象在自然界和人造世界中的普遍存在及其深刻影响。 第一部分:衍射——光影的舞蹈 光的波动本质与衍射的根源: 我们将从惠更斯-菲涅尔原理出发,理解光波在传播过程中,当遇到障碍物或通过狭缝时,会发生弯曲、扩散的现象,这就是衍射。这一章节将用清晰易懂的语言和直观的图示,解释波前如何继续传播,以及衍射产生的根本原因。我们将探讨不同形状和尺寸的障碍物(如单缝、双缝、圆孔、边缘等)如何引起独特的衍射图样,以及这些图样与光的波长、缝宽等参数之间的精确关系。 从单缝到复杂图案: 从最简单的单缝衍射开始,我们将逐步深入到双缝干涉衍射,理解光波的叠加原理如何产生明暗相间的条纹。更进一步,我们将探讨多缝衍射(如光栅),以及其在光谱分析中的重要应用。此外,我们还将研究圆形孔径的衍射,理解其产生艾里斑的原理,以及这在天文望远镜和显微镜成像中的关键作用。 衍射在自然与技术中的应用: 衍射并非仅仅是实验室里的现象,它广泛存在于我们的日常生活中。我们将探索彩虹、日晕、月晕等自然现象的衍射成因,以及它们的美学意义。在技术领域,衍射在全息摄影、光学仪器(如显微镜、望远镜)、信息存储(如CD、DVD)、甚至先进的材料科学(如光子晶体)等方面扮演着至关重要的角色。我们将详细介绍这些应用,展示衍射原理如何被巧妙地转化为强大的工具。 超越经典:近代衍射理论的进展: 除了惠更斯-菲涅尔原理,我们还将触及更现代的衍射理论,如傅里叶光学方法,它为分析复杂的衍射现象提供了更强大的数学工具。我们将简要介绍这些理论如何帮助我们理解和设计更精密的衍射光学元件。 第二部分:新光束激光——光的未来形态 激光的原理回顾与传统激光的局限: 在进入新型激光束之前,我们将简要回顾激光产生的基本原理——受激辐射,并强调传统激光(如高斯光束)的优势,如单色性、方向性和相干性。然而,我们也需要认识到传统激光在某些精密应用中存在的局限性,例如在光束整形、能量传输效率以及信息携带能力等方面。 涡旋光束:携带“角动量”的光: 我们将重点介绍涡旋光束(Vortex Beam),也称为拉盖尔-高斯光束(Laguerre-Gaussian Beam)。与传统光束不同,涡旋光束的波前呈螺旋状,其横截面上具有一个“光涡”,中心光强为零,并且携带独特的“轨道角动量”。我们将详细解释涡旋光束的产生机制,例如通过空间光调制器(SLM)或螺旋相位板,以及其独特的性质,如“相位奇点”和“螺旋相位”。 涡旋光束的奇妙应用: 涡旋光束的出现极大地拓展了激光的应用范畴。我们将在这一章节深入探讨其在光镊技术中的应用,如何利用涡旋光束精确地操纵微小粒子,如细胞、细菌甚至DNA分子,这在生物医学和纳米科学领域具有革命性的意义。此外,我们还将介绍涡旋光束在光通信中的应用,如何利用其携带的多路信息,提高通信带宽和效率。在材料加工、量子信息科学、以及超分辨率成像等领域,涡旋光束也展现出巨大的潜力。 更多新奇光束的探索: 除了涡旋光束,我们将简要介绍其他新型激光束的进展,例如: 贝塞尔光束(Bessel Beam): 具有自重构能力的“无衍射光束”,即使在传播过程中遇到障碍物,其远场分布也能保持稳定,这在长距离传输和精密测量中有重要意义。 空心光束(Hollow Beam): 光强在中心为零,呈环状分布,适用于特定的光学操作和成像。 矢量光束(Vector Beam): 光的偏振状态在横截面上发生空间变化,而非简单的高斯分布,这为光与物质的相互作用提供了新的维度。 新型激光束的产生与控制技术: 本部分还将关注实现这些新型光束的关键技术,包括先进的光学元件设计(如衍射光学元件、液晶光学元件)、光电器件(如特殊设计的激光器)、以及微纳加工技术等。我们将探讨如何精确地控制和调控这些光束的属性,以满足日益增长的应用需求。 总结与展望 本书旨在通过对衍射现象的深入理解,以及对新型激光束的介绍,展现光学领域令人振奋的进展。衍射作为光的基本属性,是理解一切光学现象的基石,而新型激光束则代表着光能被精确操控和利用的全新时代。这本书将帮助读者建立起坚实的光学知识体系,激发对光学的进一步探索热情,并为他们理解和参与未来光学科技的发展提供有力的支持。我们将看到,光,这一古老而神奇的现象,正以我们难以想象的方式,继续改变着我们的世界。

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读后感

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用户评价

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当我第一次看到《衍射的本性与新光束激光》这本书名时,我脑海中闪过一个念头:这一定是一本相当硬核的专业书籍,内容可能涉及到高等数学和物理学的前沿理论。作为一名普通的科技爱好者,我曾犹豫过是否要挑战它。但出于对光学的强烈好奇心,我还是决定尝试一下。拿到书后,我首先被其精美的设计所吸引,装帧考究,纸张质量上乘,阅读起来非常有质感。翻开目录,看到“衍射的本性”部分,作者并没有一开始就抛出复杂的公式,而是从光波的叠加原理入手,通过生动形象的比喻,比如将光波想象成无数个小波源,然后解释它们如何相互作用形成衍射图样。这种循序渐进的讲解方式,让我能够轻松地理解衍射这一相对复杂的物理现象。书中对不同衍射情况(如单缝、双缝、圆孔)的详细分析,以及配以大量的图示,都使得理论知识更加具体化、可视化,极大地增强了我的理解力。而“新光束激光”的部分,则更是让我眼前一亮。作者不仅仅介绍了激光器的基本原理,更深入地探讨了新型激光束的产生机制及其在各个领域的应用。我尤其对书中关于“涡旋光束”和“飞秒激光”的介绍印象深刻,这些听起来就充满未来感的概念,作者用清晰易懂的语言进行了阐释,并列举了它们在光镊、超快动力学研究、生物成像等方面的应用实例,让我充分感受到了科技的魅力和力量。阅读这本书,就像是在一场知识的盛宴中漫步,既能品味到经典理论的深度,又能领略到前沿技术的广度。

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刚拿到《衍射的本性与新光束激光》这本书,就感觉它是一部重量级的科普著作。我本身是做通信行业的,对光纤通信、光通信技术有一定的了解,所以对书中关于激光的部分尤为关注。拿到书后,我迫不及待地翻到了关于激光的部分,发现作者在介绍激光器的工作原理时,并没有停留在浅显的介绍,而是深入到了能级跃迁、粒子数反转、受激发射等关键物理过程的讲解。这一点对我来说非常有价值,因为很多科普读物在这一块往往一带而过,导致读者对激光的本质了解不深。书中对不同类型的激光器,特别是“新光束激光”的阐述,更是让我眼前一亮。作者详细介绍了超短脉冲激光、高斯光束、贝塞尔光束等几种新型激光的产生机制、特性以及潜在的应用前景。其中,关于贝塞尔光束在微纳操控、无衍射传输方面的介绍,让我联想到了它在未来3D打印、生物显微成像等领域可能带来的革命性影响。书中的图示非常丰富,而且质量很高,清晰地展示了光束的传播特性、衍射现象以及激光器内部的结构。这对于理解抽象的光学概念起到了至关重要的作用。此外,作者在论述过程中,始终保持着严谨的科学态度,引用了大量的经典实验和前沿研究成果,这使得书中的内容具有很高的学术价值和参考意义。虽然有些公式推导对于非专业读者来说可能稍显晦涩,但作者在公式前后都会给出清晰的解释和物理意义的阐述,并且会穿插一些生动的例子,使得理解难度大大降低。总体来说,这是一本既有深度又不失趣味性的光学著作,对于想要深入了解激光原理、探索光学前沿的读者来说,绝对是一本不可多得的宝藏。

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老实说,当我看到《衍射的本性与新光束激光》这本书的标题时,我心里是有些打鼓的。作为一名文科背景出身的编辑,我对物理学,尤其是光学,一直抱着敬畏又有点“看不懂”的态度。然而,出于职业习惯和对知识的渴望,我还是决定挑战一下。令我惊喜的是,这本书并没有我想象中的那么难以接近。作者在阐述“衍射的本性”时,并没有直接丢出晦涩的公式,而是从非常日常的生活现象切入,比如光线穿过窗帘细缝时形成的条纹,或者水面上的波纹遇到障碍物时的变化,以此来类比和解释衍射的原理。这种“润物细无声”的引入方式,让我觉得物理学其实并没有那么遥远。书中对衍射现象的分析,配以大量精美的插图,将抽象的理论概念变得生动形象,我甚至能凭借着图示,在脑海中构建出光波传播的完整过程。而“新光束激光”这一章节,更是让我大开眼界。我之前对激光的认知,可能还停留在“光束很强”的层面,而这本书则让我了解到,激光的光束是可以被“设计”和“操控”的。作者详细介绍了各种新型激光束的特点,比如能够承载更多信息的光束,或者能够在特定区域聚焦的光束,并列举了它们在超精密制造、生物医疗、通信等领域的颠覆性应用。这些内容让我看到了科技的无限可能,也激发了我对未来科技发展的无限遐想。这本书的语言风格非常严谨又不失生动,作者在保证科学准确性的同时,又巧妙地运用了各种修辞手法,使得阅读过程充满乐趣。

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从封面上那充满科技感的设计,到书页间流淌的严谨与趣味,《衍射的本性与新光束激光》这本书,可以说是我近期阅读过的最令人印象深刻的一部光学科普读物。我本身是一名对物理学充满好奇的大学生,虽然还不是专业光学方向,但一直对光与物质的相互作用充满兴趣。这本书恰好满足了我对“深度”和“前沿”的双重需求。在“衍射的本性”部分,作者没有选择枯燥的理论堆砌,而是从光的波动性出发,一步步引申到惠更斯原理,再到夫琅禾费衍射和菲涅尔衍射的详细阐述。我尤其对书中关于衍射的数学推导过程非常欣赏,作者在关键步骤都进行了清晰的解释,并提供了相关的实验验证,这让我能够更深入地理解衍射现象背后的物理机制。我尝试着按照书中的描述,在脑海中模拟一些衍射实验的场景,那种感觉非常奇妙,仿佛亲身经历了光学的演变过程。而“新光束激光”部分,则将我的视野从经典的衍射理论,直接带到了现代光学研究的最前沿。作者对不同类型的新型激光束,如厄米-高斯光束、拉盖尔-高斯光束等,进行了详尽的介绍,不仅阐述了它们的数学模型和物理特性,还深入探讨了它们在光学镊子、超分辨成像、光存储等领域的颠覆性应用。书中对这些高科技应用的描述,充满了对未来科学发展的憧憬和信心,读起来令人热血沸腾。这本书的排版设计也十分出色,图文并茂,许多示意图都非常直观,有助于理解抽象的光学概念。尽管有些章节的技术性很强,但作者的叙述方式非常有条理,循序渐进,能够引导读者逐步掌握核心内容。

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对于《衍射的本性与新光束激光》这本书,我最深刻的感受是它在内容上的“广”与“深”完美结合。作为一名热爱科技资讯的普通人,我对激光技术一直保持着高度的关注,但往往只能接触到一些浅显的应用介绍。而这本书,则给了我一个深入了解激光背后科学原理的绝佳机会。在“衍射的本性”这一章节,我被作者对光波衍射现象的细致入微的剖析所折服。从惠更斯原理出发,到夫琅禾费和菲涅尔衍射的推导,再到衍射在光学器件中的应用,作者层层递进,将一个看似复杂的物理现象解释得条理清晰。我尤其欣赏书中对数学公式的运用,它并没有简单地堆砌,而是将每一个公式都置于具体的物理情境中,并对其物理意义进行了深入的阐述,让我这个非数学专业背景的读者也能有所领悟。而“新光束激光”的部分,更是让我看到了光学领域发展的无限可能。作者详细介绍了各种新型激光束,如拉盖尔-高斯光束、厄米-高斯光束等,并重点阐述了它们独特的性质和在微纳操控、光学通信、量子信息等前沿领域的应用前景。书中对这些“新光束”的描述,充满了科学的想象力和前瞻性,让我仿佛看到了科技的未来图景。我曾尝试着去理解书中关于“光束叠加”和“光场调控”的原理,虽然有些地方需要反复阅读,但作者通过大量的图例和类比,将这些复杂的概念具象化,极大地降低了理解的难度。总体而言,这本书是一部既有深度又不失趣味性的科普佳作,它不仅能满足我这样的普通读者对科学的好奇心,也能为光学领域的专业人士提供宝贵的参考。

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这本书,坦白说,拿到手的时候,我脑子里闪过一丝犹豫。毕竟,“衍射的本性”听起来就不是那种轻松愉快的读物,而“新光束激光”又似乎指向了高度专业的技术领域。我本身算是个光学爱好者,对激光这东西不算陌生,但真要深入探讨它的“新光束”和“衍射的本性”,这可真是个不小的挑战。翻开第一页,密密麻麻的公式和严谨的推导就扑面而来,我心里咯噔一下,生怕自己会像掉进一个无底洞,迷失在复杂的数学海洋里。然而,作者的行文似乎预料到了读者的这种不安,在引入核心概念之前,总会先用一段通俗易懂的类比来铺垫,例如将衍射比作光波在遇到障碍物时“绕道而行”的有趣现象,又或者将激光的相干性比作一支训练有素的军队,所有成员步调一致、方向相同。这些巧妙的比喻,像是一盏盏指路明灯,在我即将被公式淹没的时候,及时将我拉回了现实。而且,书中并非只有枯燥的理论,作者穿插了许多不同类型的激光器的工作原理介绍,从早期的气体激光器到如今炙手可热的光纤激光器,再到一些新兴的飞秒激光、拍瓦激光,都进行了细致的阐述。我尤其对那些关于激光在精密制造、医疗美容、科学研究等领域的实际应用案例印象深刻。看着那些曾经只存在于科幻小说中的场景,如今在现实中被激光一一实现,那种震撼感是难以言表的。书的装帧也很精美,纸张触感舒适,印刷清晰,图片和图表的质量都非常高,这无疑也为阅读体验加分不少。总而言之,这是一本从理论深度到应用广度都令人惊叹的书籍,它不仅仅是关于光学的学术论文集,更像是一次穿越时空的科学探索之旅,让我对光,对激光,有了全新的认识和敬畏。

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《衍射的本性与新光束激光》这本书,对我而言,就像是打开了一扇通往光学奇境的大门。我是一名在校的物理学专业学生,虽然接触过不少光学相关的课程,但总是觉得对衍射现象的理解不够透彻,对激光技术的前沿发展也仅限于一些零散的了解。这本书的出现,恰好弥补了我的知识盲区,并极大地拓展了我的视野。在“衍射的本性”这一部分,作者以一种极为系统和深刻的方式,从波动理论出发,详细阐述了夫琅禾费衍射和菲涅尔衍射的数学推导过程,并深入分析了它们各自的特点以及在不同条件下的表现。我尤其欣赏书中对惠更斯-菲涅尔原理的细致解读,这让我能够从更根本的层面理解衍射现象的产生。书中提供的许多实验案例和理论分析,都非常具有启发性,也帮助我巩固了课堂上学到的知识。而“新光束激光”章节,更是让我看到了光学研究的无限活力。作者详细介绍了各种新型激光束,如贝塞尔光束、拉盖尔-高斯光束等,并对其产生原理、传播特性以及在全息术、光学测量、微纳加工等领域的应用进行了深入的探讨。这些前沿的研究方向,让我对未来的光学发展充满了憧憬,也为我今后的学术研究提供了重要的参考。书中对各种先进光学技术的描述,不仅具有高度的科学价值,也充满了引人入胜的故事性,让我能够沉浸在科学探索的乐趣之中。这本书的编排设计也十分精良,图文并茂,公式和插图的比例恰当,能够有效辅助读者理解复杂的概念。

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说实在话,《衍射的本性与新光束激光》这本书,在拿到手的时候,我并没有抱有太高的期望。我是一位对科学有着浓厚兴趣的普通读者,虽然喜欢了解新事物,但对物理学的一些深奥理论,总觉得有些遥不可及。所以,当这本书以“衍射”和“激光”这两个关键词出现在我面前时,我的第一反应是“这可能会有点难”。然而,当我真正翻开这本书,并阅读了其中的内容后,我才发现我的担忧是多余的。作者以一种非常接地气的方式,将抽象的物理概念变得生动有趣。在讲解“衍射的本性”时,作者并没有直接灌输枯燥的公式,而是从我们日常生活中常见的现象入手,例如光线穿过细小的缝隙时会产生特殊的图案,或者水波遇到障碍物时会绕过去。通过这些贴近生活的例子,作者巧妙地解释了衍射的本质,让我不再觉得它是一个难以理解的物理术语。而且,书中对于不同衍射类型(如夫琅禾费衍射和菲涅尔衍射)的分析,都配有清晰的图示,这对于我这样视觉型学习者来说,无疑是巨大的帮助。当我读到“新光束激光”的部分时,我更是惊叹不已。作者不仅仅介绍了激光器的基本原理,更深入地阐述了各种新型激光束的特性及其在各个领域的创新应用。我尤其对书中关于“光束整形”技术以及“超短脉冲激光”在精密加工和医疗领域的应用进行了详细的介绍,这些内容让我看到了科技发展的巨大潜力,也让我对未来的生活充满了更多的想象。整本书的叙述流畅,逻辑清晰,语言也比较通俗易懂,即使是一些高深的理论,作者也能用恰当的比喻和例子来辅助理解,让我能够轻松地享受阅读的乐趣。

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对于一本名为《衍射的本性与新光束激光》的书籍,我的初步印象是它可能是一本偏向学术研究的专业书籍,可能会充斥着大量的公式和晦涩的专业术语,对于非专业人士而言,阅读门槛可能会很高。然而,在我真正开始翻阅这本书后,我的这种顾虑被迅速打消了。作者以一种非常友好的姿态,引导读者进入光学的奇妙世界。在讲解“衍射的本性”时,作者并没有直接跳入复杂的数学公式,而是从日常生活中的现象入手,比如光线穿过窗帘的缝隙时形成的图案,或者水波遇到障碍物时发生的变化,来类比和解释衍射的核心概念。这种从具象到抽象的过渡,让我能够非常轻松地理解衍射并非是多么高深莫测的现象,而是存在于我们生活中的普遍规律。书中对不同衍射类型(如单缝衍射、双缝衍射)的介绍,也配以了大量清晰的示意图,帮助我直观地理解光波干涉和衍射的叠加效应。而“新光束激光”的部分,则让这本书的价值得到了进一步的升华。作者没有仅仅停留在介绍现有的激光技术,而是着重探讨了“新光束”的产生原理及其在各个领域的创新应用。我尤其被书中关于“光束整形”和“全息光束”的介绍所吸引,这些概念听起来就像是科幻小说中的描述,但作者却用严谨的科学理论和实例证明了它们的可行性。书中对激光在生物医学、精密制造、通信技术等方面的最新应用进展的介绍,让我对科技的发展有了更深刻的认识,也对未来充满了期待。总的来说,这本书在保证科学严谨性的同时,极大地降低了光学知识的阅读门槛,让更多对光学感兴趣的读者能够从中受益。

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说实话,在翻开《衍射的本性与新光束激光》这本书之前,我对“衍射”这个词的印象还停留在中学物理课本里,认为它就是光在遇到小孔或边缘时发生的弯曲现象。然而,这本书彻底刷新了我对衍射的认知。作者以一种极其细致入微的方式,从波粒二象性的角度,深入浅出地剖析了衍射的本质。我特别喜欢书中关于夫琅禾费衍射和菲涅尔衍射的详细对比和分析,通过大量的图示和数学模型,清晰地展示了这两种衍射形式在不同条件下的表现差异,以及它们在实际光学器件设计中的重要作用。当我看到作者将衍射现象与全息术、衍射光栅等实际应用巧妙地联系起来时,我才真正体会到衍射理论的强大和实用性。而关于“新光束激光”的部分,更是将我的目光引向了激光技术的最新发展前沿。书中对于诸如“光束整形”、“相控阵激光”、“轨道角动量激光”等概念的介绍,让我了解到激光已经不再是单一的“光束”,而是可以被精确地“雕刻”和“操控”的,能够承载更多信息和实现更多功能。作者还详细阐述了这些新型激光器在光学成像、量子通信、精密测量等领域的独特优势和广阔前景。阅读过程中,我时常会因为一个巧妙的解释或是一个出人意料的应用而发出惊叹。本书的语言风格非常独特,既有科学的严谨性,又不乏文学的感染力。作者善于使用生动形象的比喻,将复杂的物理概念变得易于理解,仿佛有一位经验丰富的老师在耳边循循善诱。阅读这本书,不仅仅是在获取知识,更像是一次智力上的冒险,一次对未知世界的好奇探索。

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