光子学与光子技术

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出版者:高等教育出版社
作者:
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:1900-01-01
价格:18.0
装帧:
isbn号码:9787040084252
丛书系列:
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具体描述

《光学探秘:从微观粒子到宏观应用》 本书并非一本关于光子学与光子技术的教科书,而是旨在为读者打开一扇通往光学迷人世界的窗口,探索光线最本质的奥秘,以及它如何以前所未有的方式重塑我们的生活。我们将从最基础的光学概念讲起,逐步深入到那些令人惊叹的先进光学现象和技术,但请注意,本书不会聚焦于光子学这一特定领域,而是以更广阔的视角审视光的本质、传播、操控及其在各个领域的广泛应用。 第一部分:光之初探——洞悉光线的本质与行为 我们将从光的粒子性和波动性这一光学史上的经典辩题开始。在这一章节,我们会回顾经典的实验,例如双缝干涉实验,生动地揭示光的波动特性。同时,我们也会探讨光电效应,理解为何光会被视为离散的能量包——光子,而这些光子如何与物质发生相互作用。本书将深入浅出地解释光的这些基本属性,并展示它们如何构成我们理解光现象的基础。 接着,我们将聚焦于光的传播。你是否曾好奇过光线如何在真空中传播,又为何在穿过不同介质时会改变方向?本书将详细解析光的折射和反射定律,并解释全反射这一现象,它不仅是光纤通信的基石,也是自然界中彩虹形成的秘密。我们将通过生动的图解和简洁的语言,帮助读者理解光线传播路径的偏折与改变。 此外,我们还将探讨光的衍射和干涉。了解衍射如何让光线绕过障碍物,形成美妙的光斑;理解干涉如何让光线叠加,产生明暗相间的条纹。这些现象不仅是验证光波动性的有力证据,也是许多现代光学器件的工作原理。我们将深入剖析这些现象的物理机制,并揭示它们在自然界和人造世界中的应用,例如CD/DVD表面的彩虹色,或是某些光学仪器的分辨率极限。 第二部分:光的魔术——操控与塑造光的能力 一旦我们理解了光的本质和行为,我们便能开始探索如何“玩转”光。本部分将重点介绍各种光学元件以及它们如何被用来操纵光线。 首先,我们将深入了解透镜和反射镜。从简单的放大镜到复杂的望远镜,透镜如何聚焦光线,放大或缩小物体?反射镜又如何将光线引导至特定方向?我们将详细介绍不同类型的透镜和反射镜,分析它们的成像原理,并展示它们在相机、显微镜、天文观测等领域中的关键作用。 接着,我们将讨论光的偏振。你是否注意到有些太阳镜可以消除眩光?这便是利用了光的偏振特性。我们将解释什么是光的偏振,以及如何通过偏振片来过滤特定方向振动的光波。偏振光在液晶显示器、3D电影、以及某些科学测量中扮演着至关重要的角色。 此外,我们还将介绍光学滤光片。它们如同为光线设计的“筛子”,能够选择性地允许特定波长的光通过,而阻挡其他波长的光。滤光片的应用范围极其广泛,从增强摄影效果,到医疗诊断,再到科学研究,无处不在。本书将揭示不同类型滤光片的工作原理及其在各个领域的创新应用。 第三部分:光之赋能——光学在各行各业的革命性影响 本部分将跳出纯粹的物理原理,将目光投向光学技术如何深刻地改变着我们的世界。 我们将从通信领域开始,介绍光学在现代信息传输中的核心地位。虽然我们不会深入探讨光子学的具体技术,但我们会概述光如何通过光纤以极高的速度传输海量信息,连接全球,构建起现代互联网的基石。我们将提及光信号的传输效率和带宽优势,以及它如何推动了数字时代的蓬勃发展。 在医疗领域,光学技术同样功不可没。我们将讨论激光在手术中的精确应用,它如何实现无创或微创治疗,减少患者痛苦,加速恢复。此外,我们还会提及光学成像技术,例如内窥镜,如何帮助医生深入人体内部进行诊断和治疗。 在工业制造和科学研究领域,光学也发挥着不可替代的作用。激光在材料加工、精密测量、以及科学实验中提供了前所未有的精度和效率。我们将简要介绍这些应用,例如激光切割、全息术在数据存储方面的潜力,以及光学测量在产品质量控制中的重要性。 最后,我们还将展望光学技术的未来发展。从增强现实(AR)和虚拟现实(VR)中的光学显示,到更先进的光学传感技术,再到可能的光计算,光的潜力似乎无穷无尽。本书将带领读者对未来充满期待,思考光学技术将如何继续塑造我们的生活,带来更多惊喜和可能。 《光学探秘:从微观粒子到宏观应用》是一次关于光明的探索之旅,一次对技术进步的深刻洞察。它旨在激发读者对光学的兴趣,理解光在现代社会中的重要性,并对未来充满好奇。本书不包含光子学与光子技术的具体技术细节,而是以更宽泛的视角,展现光学世界的博大精深和无限魅力。

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读后感

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用户评价

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总的来说,这本书给我留下了深刻而美好的印象。它以一种令人信服的方式,将光子学这一相对抽象的学科,与我们触手可及的现实世界紧密地联系起来。书中详实的理论阐述、丰富的应用案例、前沿的技术展望,以及作者独特的叙述风格,共同构成了一次难忘的阅读体验。它不仅拓宽了我的知识视野,更激发了我对科学探索的热情。我从中学习到了许多关于光和光子技术的知识,这些知识不仅有助于我理解现代科技的运行原理,也让我对未来的科技发展充满了信心和期待。我真心推荐这本书给所有对光学、物理学、以及现代科技发展感兴趣的读者。它是一本值得反复阅读、细细品味的书籍,我相信,每一次翻阅,都会有新的收获。

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当我翻开这本书的第一页,一股严谨而又充满学术气息的文字扑面而来,我立刻被带入了一个全新的认知维度。作者在开篇就对光子的概念进行了深入浅出的阐释,从量子力学的角度剖析了光的本质,这对于我这样非专业背景的读者来说,无疑是一次巨大的挑战,但也正是这种挑战,让我感到无比的振奋。我特别欣赏作者在解释复杂概念时所使用的类比和实例,它们就像一座座桥梁,将抽象的理论与我熟悉的现实生活巧妙地连接起来。例如,作者在描述光子的能量时,将其与微小的粒子碰撞的动量进行对比,让我更容易理解光子的粒子性。随后,书中关于光的传播、干涉、衍射等基本现象的讨论,更是让我对我们习以为常的光的现象有了全新的认识。我之前总觉得这些是物理课本上的陈年旧事,但在这本书里,它们被赋予了新的生命,揭示了它们在现代技术中的基础性作用。我尤其对书中关于激光原理的介绍感到惊叹,从“受激辐射”这个词汇本身就充满了力量感,而作者将其背后的物理机制讲得如此透彻,让我终于理解了激光为何能具备如此高的相干性和方向性。这种对基础理论的扎实讲解,为后续的光子技术应用奠定了坚实的基础,也让我对这本书的内容有了更深的期待,想要了解这些基础原理是如何转化为改变世界的科技的。

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这本书不仅仅是一本知识的宝库,更是一本能够激发人无限想象力的读物。在阅读过程中,我常常会停下来,思考这些光子技术将如何塑造我们未来的生活。书中关于光镊技术的描述,就让我脑洞大开。能够用光来“抓取”微小的粒子,这在生物医学领域,比如细胞操作、DNA研究等方面,无疑具有革命性的意义。我甚至开始想象,未来我们是否能通过光镊技术来精确地进行基因编辑,或者用光来引导药物分子靶向治疗。另外,书中对全息技术的发展历程和未来应用前景的探讨,也让我感到无比兴奋。我之前只知道全息投影,但书中更进一步地介绍了如何利用光的信息来重建三维物体,这在虚拟现实、文物保护、教育培训等领域都有着巨大的应用潜力。我甚至幻想,未来我们是否能通过全息技术,与远方的亲人进行逼真的“面对面”交流,或者在学习历史时,能够亲眼“见到”古代的场景和人物。这本书让我看到了科学的力量,以及它如何能够将看似科幻的设想变为现实。

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我必须承认,这本书在讲解一些高阶的光学概念时,确实需要我投入更多的精力和专注。比如,书中对于量子光学和非线性光学部分的论述,就涉及到了许多复杂的数学公式和物理模型。虽然作者已经尽力用易于理解的方式来阐释,但对于我这样的初学者来说,仍然需要反复阅读和思考。我特别对书中关于“光子晶体”的介绍印象深刻,它能够以特定的方式调控光的传播,这在我看来简直是“操纵光”的艺术。作者通过详细的模拟和实验数据,展示了光子晶体在光开关、光滤波器等方面的巨大潜力。虽然我可能无法完全掌握其中的所有数学推导,但通过书中的图示和文字描述,我大致理解了其核心原理和应用前景。这种既有深度又不失趣味性的讲解方式,让我虽然感到挑战,但更多的是一种学习的乐趣和成就感。这本书鼓励我去深入思考,去探索那些我之前从未接触过的科学领域。它不仅仅是在传授知识,更是在培养一种科学思维和解决问题的能力。即使有些部分我暂时无法完全理解,我也相信,随着我知识的积累,将来回头再看,定会有新的体会。

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这本书的封面设计就足够吸引眼球了,那种深邃的蓝色背景,上面点缀着闪烁的、仿佛有生命的光点,传递出一种神秘而又充满科技感的气息。我一直对光学的概念充满了好奇,但又觉得它似乎离我们很遥远,停留在教科书上的那些抽象理论。拿到这本书,我首先被它的标题所吸引,《光子学与光子技术》,这不仅仅是关于光的学科,更指向了它在现实世界中的应用,这让我觉得非常实用和令人兴奋。我期待这本书能以一种引人入胜的方式,将那些曾经让我望而生畏的物理概念变得易于理解,甚至激发出我对光学领域更深层次的探索欲望。我希望它能像一个引路人,带领我穿越光子的世界,去揭示那些隐藏在日常生活现象背后的科学原理,比如我们每天使用的手机屏幕,传输信息的网络,甚至激光雕刻的精妙工艺,它们是如何与光紧密相连的。我尤其对那些能够“操纵”光的技术感到着迷,比如如何利用光来存储信息,如何利用光进行高速通信,甚至如何利用光来治疗疾病。这本书是否能够将这些前沿的科技进展,用一种通俗易懂且富有启发性的方式呈现出来,将是我最期待的。如果它能让我感受到光在现代科技发展中扮演的关键角色,并且激发我对未来光技术发展的无限遐想,那这本书就绝对是一次成功的阅读体验。它不仅仅是一本书,更像是一扇窗,让我得以窥见一个由光构成的、充满无限可能的新世界。

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坦白说,这本书的价值不仅仅在于它所包含的知识本身,更在于它所激发出的学习兴趣和探索欲望。在阅读过程中,我常常会因为书中提到的某个技术而产生浓厚的兴趣,然后会主动去查找相关的资料,进一步了解。例如,书中简略提到的“光镊显微镜”引起了我极大的好奇,我便去搜索了更多关于它的原理和应用的文章,甚至还观看了相关的科普视频。这种由点及面的学习方式,让我感觉自己不仅仅是在被动地接受信息,而是在主动地构建知识体系。这本书就像一个引子,为我开启了一个充满未知和奥秘的光学世界。我开始更加关注与光相关的科学新闻和研究进展,并且更加乐于与他人分享我从书中获得的知识。它让我重新认识到学习的乐趣,以及知识的力量。

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阅读这本书的过程,就像一场深入的知识探索之旅。它不仅仅是机械地记忆知识点,更是引导我去思考、去理解、去联系。我发现,作者在组织内容时,采用了循序渐进的方式,从基础的光学原理,到具体的应用技术,再到前沿的研究方向,层层递进,让我的学习过程更加流畅和有效。我特别欣赏书中对于一些复杂技术的“拆解”和“重组”。例如,在介绍激光雷达(LiDAR)技术时,作者并没有直接给出一个完整的技术描述,而是先介绍了激光的测距原理,然后是光信号的接收和处理,最后才将它们整合起来,形成一个完整的系统。这种“解构”的方式,让我能够更清晰地理解每个部分的功用,以及它们是如何协同工作的。而且,书中还穿插了一些历史故事和科学家的轶事,这让阅读过程不再枯燥,而是充满了人情味和趣味性。我从中了解到,许多重要的光子技术都是在漫长的探索和实践中逐步发展起来的,这给了我很大的启发。

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这本书的叙述风格非常独特,它既有严谨的科学性,又不失人文关怀。作者在讲解技术细节的同时,也常常会穿插一些对这些技术未来发展趋势的展望,以及它们可能对社会带来的影响。我尤其喜欢书中关于“光通信的未来”的章节,它描绘了一个由光速网络构建的、信息无处不在的智能社会。这让我对科技的进步充满了期待。同时,作者在介绍一些前沿技术时,也表达了对潜在风险和挑战的关注,比如在数据安全、隐私保护等方面。这种理性而审慎的态度,让我觉得这本书不仅仅是在宣扬科技的美好,更是在引导读者去理性地看待科技的发展。我从中感受到了作者作为一名科学家,对于科学伦理和责任的深刻思考。这本书让我明白,科技的发展从来不是一帆风顺的,而是伴随着不断的挑战和权衡。

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令我感到惊喜的是,这本书的内容不仅仅局限于“光”本身,还深入探讨了光与物质相互作用的各种现象。比如,书中详细介绍了光学显微镜的发展历程,以及各种新型显微技术,如荧光显微镜、共聚焦显微镜等,如何帮助我们观察到微观世界的奥秘。我尤其对荧光显微镜的原理着迷,它利用特定波长的光激发样本发出不同颜色的荧光,从而让我们能够区分不同的细胞结构和分子。这对于生命科学的研究来说,是不可或缺的工具。此外,书中还涉及了光与材料的相互作用,比如光致变色材料、光致发光材料等。我之前只知道一些简单的例子,但这本书深入剖析了这些材料的制备方法和应用原理。我特别想了解,如何通过设计材料的微观结构来控制它与光的相互作用,从而实现特定的光学功能。这本书为我打开了一扇新的大门,让我认识到,光不仅仅是一种能量,更是一种可以用来“操控”物质的工具。

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这本书的内容深度和广度都超出了我的想象。它不仅仅停留在理论的层面,更是将大量的光子技术应用案例娓娓道来。从我每天都会接触到的光纤通信,到医学影像中的CT扫描,再到工业生产中的激光切割和焊接,书中都给出了详实的介绍。我特别喜欢书中对光纤通信部分的论述,它详细解释了信息是如何以光信号的形式在光纤中传输的,以及光在其中经历的反射和折射过程。这让我对我们现在的高速互联网有了更深刻的理解,原来背后是如此精密的物理原理在支撑。书中还深入探讨了光学传感器的原理和应用,比如如何利用光的特性来测量距离、温度、压力等参数。我之前从未想过,光竟然能被用作如此精密的测量工具。作者在介绍这些技术时,并没有回避其中的技术细节,而是通过图文并茂的方式,将复杂的原理和结构清晰地呈现出来。我尤其欣赏书中对于光学器件的讲解,比如透镜、棱镜、分光器等等,这些看似简单的光学元件,在光子技术中却扮演着至关重要的角色。这本书让我明白,光子学不仅仅是一门理论学科,更是一门与我们生活息息相关的应用学科,它正在以前所未有的方式改变着我们的世界。

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