傅里叶光学导论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:电子工业出版社

作者:古德曼

出品人:

页数:434

译者:秦克诚

出版时间:2006-9-1

价格:55.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787121026638

丛书系列:

图书标签:

• 光学
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《光之韵律：波动与成像的奥秘》 内容概述： 本书旨在为读者打开一扇通往光现象背后深刻数学原理的大门，重点探索光的波动本质及其在成像过程中的关键作用。我们将从基础的光学概念出发，逐步深入到描述光波行为的数学工具，并最终展示这些工具如何精确地解释和预测我们所观察到的光学现象。全书贯穿对“何以如此”的追问，力求使抽象的理论与直观的感受相结合，引导读者体会光学之美。 第一章：初探光的神秘面纱 本章是认识光的波动性的起点。我们将回顾历史上对光本质的认识历程，从光的粒子说与波动说的争论，到惠更斯原理的提出，再到杨氏双缝干涉实验的无可辩驳的证据，共同揭示光的波动性是理解其诸多行为的关键。我们会深入探讨干涉现象，解释为何当两束光波叠加时，会产生明暗相间的条纹，以及这些条纹的宽度和间隔与光的波长、缝隙宽度以及屏距之间的定量关系。通过生动的例子和图示，读者将直观理解相干光波的叠加原理，以及相干性在干涉现象中的重要性。我们将简要介绍衍射的概念，说明光波在遇到障碍物或穿过小孔时会发生弯曲，并预示着衍射将在后续章节中扮演更核心的角色。 第二章：数学语言：描述光之波动的利器 本章将引入描述光波行为的数学工具。我们将从正弦波和余弦波的基本方程入手，理解波长、频率、振幅和相位等关键参数的物理意义。通过引入复数形式的表示方法，我们将学习如何更简洁高效地处理光的振动和传播。本章的重点将放在解析波的叠加，即如何计算两个或多个波叠加后的合振幅和合相位。我们将详细讲解相位差的概念，以及它如何直接决定干涉的建设性或破坏性。此外，我们还会介绍傅里叶变换的基本思想，初步认识它如何将一个复杂的波形分解为一系列简单的正弦波的叠加。这为后续深入理解衍射和成像的本质奠定基础，使读者明白，复杂的光学现象背后往往隐藏着简单而优雅的数学结构。 第三章：光的干涉：叠加的艺术 本章将深入探讨光的干涉现象，这是证明光波动性的最直接证据之一。我们将详细分析薄膜干涉，例如肥皂泡和油膜上呈现出的彩色条纹，解释其产生的原因是光在薄膜上下表面的反射而产生的叠加效应，以及厚度、折射率和入射角如何影响观察到的颜色。接着，我们将重点研究迈克尔逊干涉仪，分析其工作原理以及在测量波长、研究光速等方面的应用。我们将通过解析薄膜干涉和迈克尔逊干涉仪的数学模型，让读者深刻理解波的叠加在实际测量中的威力。本章还可能涉及其他类型的干涉，如圆板干涉等，进一步拓宽读者对干涉现象的认识。 第四章：光的衍射：绕射与传播的秘密 本章将聚焦于光的衍射现象，揭示光波在传播过程中遇到的“弯曲”行为。我们将从惠更斯-菲涅尔原理出发，理解衍射是如何由波动理论解释的。我们将详细分析单缝衍射，推导其衍射图样，并解释亮纹和暗纹的位置与缝宽、波长以及衍射角之间的关系。接着，我们将探讨多缝衍射（光栅衍射），理解为何光栅能产生更锐利、更集中的衍射峰，并介绍光栅在光谱分析中的重要应用。本章的另一重要内容将是圆孔衍射，解释为何通过一个小孔的光会散开，形成类似艾里斑的衍射图样，并分析艾里斑的尺寸与孔径、波长和距离的关系。通过这些衍射现象的分析，读者将认识到，即使是看似简单的光传播，也蕴含着复杂的波动行为。 第五章：成像的基石：几何光学与波动光学的桥梁 本章旨在将前几章介绍的波动光学原理与人们熟悉的几何光学联系起来，揭示几何光学作为波动光学在特定条件下的近似。我们将重新审视成像的概念，并从波动光学的角度来理解透镜和反射镜的成像原理。我们将讨论相干光波在通过透镜或反射镜时的相位变化，以及这些变化如何汇聚光线形成焦点。本章将重点分析像差，解释为何理想的几何光学成像在实际中会存在偏差，例如球差、色差和彗差等。我们将从波动光学的角度来理解这些像差的产生原因，并初步介绍校正像差的方法。这为读者理解更复杂的成像系统和光学仪器打下坚实的基础。 第六章：聚焦与分辨：衡量成像能力的标尺 本章将深入探讨成像系统的分辨率问题，即系统能够区分两个微小物体或细节的能力。我们将从衍射的角度来理解分辨率的极限，引入瑞利判据，解释为何由于衍射效应，即使是理想的光学系统也无法无限地分辨细节。我们将分析孔径大小、波长和物距等因素如何影响系统的分辨率。本章还将讨论像面的概念，以及如何通过优化像面来获得更清晰的成像。我们将介绍诸如显微镜和望远镜等光学仪器的分辨率特性，以及它们在科学研究和日常生活中所扮演的关键角色。通过对分辨率的深入分析，读者将对光学成像的能力有一个更客观和深刻的认识。 第七章：现代光学应用：波动之光的力量 本章将展示光的波动性在现代科技中的广泛应用，将理论知识与实际生活紧密联系。我们将介绍全息术，解释全息照片是如何记录和再现物体的三维信息，以及其背后的干涉和衍射原理。接着，我们将探讨激光，分析激光器产生相干、单色、方向性强光的原理，并列举激光在通信、医疗、工业加工等领域的革命性应用。本章还将介绍光学信息处理，如光信号的调制、解调和存储等，以及光学在传感器、测量设备等方面的应用。通过这些生动的实例，读者将深刻体会到对光波动性理解的价值，以及其为人类社会带来的巨大进步。 本书特色： 理论与实践并重： 本书在讲解抽象的光学原理时，始终不忘联系实际应用，通过具体的实验和技术实例，帮助读者建立起感性的认识。 数学工具的循序渐进： 对于初学者可能感到畏惧的数学工具，本书采取了由浅入深、循序渐进的教学方法，确保读者能够逐步掌握必要的分析手段。 直观与严谨的结合： 力求通过清晰的图示、形象的比喻和严谨的数学推导，兼顾知识的趣味性和准确性，让读者在理解上游刃有余。 启发式教学： 鼓励读者思考“为何如此”，引导读者主动探索光学现象背后的规律，培养独立思考和解决问题的能力。 《光之韵律：波动与成像的奥秘》将成为您探索光的世界、理解万物成像之谜的忠实伙伴。无论您是光学领域的初学者，还是希望深化理解的专业人士，本书都将为您提供一份清晰、系统且富有启发性的指南。

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这本书的叙事风格，用一个词来形容就是“深思熟虑的优雅”。它不像某些技术书籍那样，冷冰冰地陈述事实，而是充满了作者对这门学科的热爱和洞察力。阅读过程就像是与一位经验丰富、知识渊博的导师进行一对一的深入交流。作者在解释某些关键概念时，会时不时地穿插一些历史背景或哲学思考，比如光波理论与粒子理论的交锋，或者人类感知能力与物理极限之间的关系。这些额外的“佐料”非但没有冲淡核心内容，反而极大地丰富了阅读的层次感。比如说，在讲解夫琅禾费衍射时，作者详细对比了该模型与更复杂的菲涅耳衍射的适用范围和物理差异，这种精细的辨析，体现了作者对不同理论边界的深刻理解。再者，书中对一些易混淆概念的区分，比如“相位”和“振幅”在传播过程中的不同角色，阐述得格外清晰到位，避免了新手常有的困惑。读完后，我不仅掌握了知识，更重要的是，培养了一种审慎对待光学模型的思维习惯。

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我发现这本书在处理复杂理论时，特别注重建立直观的物理图像，这是它最成功的地方之一。很多关于衍射极限和信息传输效率的讨论，放在其他地方可能需要大量的微积分推导才能勉强理解，但在本书中，作者似乎找到了某种“可视化”的捷径。他们似乎有一种魔力，能把抽象的数学运算，转化成光束在空间中“扭曲”、“聚焦”或“扩散”的直观画面。特别是关于傅里叶平面这个核心概念的阐述，作者通过对不同物体在聚焦平面上形成的图案的对比，生动地展示了空间频率信息是如何被编码和解码的。我感觉自己不是在学习一个理论，而是在“观看”光场的行为。这种强调物理实在感而非纯粹形式化的态度，使得这本书的知识点更容易被大脑吸收和固化。对于那些希望从根本上理解光学系统，而非仅仅会套用公式的读者来说，这无疑是一本宝藏级的读物，它教会的不仅仅是“是什么”，更是“为什么会这样”。

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这本书的结构设计也极其人性化，仿佛是为自学者量身定制的。它没有那种传统教材的僵硬章节划分，而是以“问题导向”的方式展开叙事。每一部分都不是孤立的知识点堆砌，而是围绕着一个核心的光学现象或应用展开层层深入。例如，关于光栅的章节，它从最简单的单缝衍射开始，逐步过渡到多缝干涉的叠加效应，最后自然而然地引出了光栅在光谱分析中的关键作用，整个过程一气呵成，逻辑链条清晰可见。作者在关键转折点处设置了“思考题”或“延伸阅读建议”，这些引导性的内容恰到好处地激发了读者的探索欲，让人愿意主动去查阅更多资料，而不是被动接受信息。更值得称赞的是，作者在行文中展现出的那种沉稳的学术态度——既不夸大理论的能力，也不回避其局限性，这种平衡的视角让人读起来格外舒服和信服。它是一本能真正帮助读者建立起一个扎实、灵活的光学知识体系的优秀入门读物。

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天哪，这本书简直是理解我们周围世界运行方式的钥匙！它没有那种让人望而生畏的数学公式堆砌，而是用一种极其直观的方式，带你领略了光是如何像波浪一样行动的。我记得翻开前几页的时候，我还担心会陷入那些艰深的物理概念里出不来，结果完全出乎意料，作者像是站在我身边，用最日常的语言解释了光束的衍射和干涉现象。那种“原来如此”的感觉，贯穿了整本书的阅读过程。特别是关于成像原理的章节，作者没有直接扔给你复杂的傅里叶变换的定义，而是通过一些精妙的类比，比如把光场想象成一张画布上的纹理，让你对空间频率这个抽象的概念有了具象的把握。这本书的排版也让人赏心悦目，图文并茂的插图设计得非常巧妙，每一个图例都精准地捕捉了物理现象的本质，而不是简单地复制教科书上的老旧图示。读完之后，我再看生活中的很多光学现象，比如阳光穿过百叶窗在墙上留下的条纹，或者水面上油膜反射出的斑斓色彩，都有了一种全新的、更深层次的理解。它真的做到了“导论”的承诺，为我打开了一扇通往更广阔光学世界的大门，而且走得轻松愉快，没有一丝枯燥。

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坦白说，我拿起这本书时，对“傅里叶”这个词汇本身是抱有一丝敬畏的，总觉得它和复杂的信号处理算法脱不开干系。然而，这本书的处理方式简直是匠心独运。它没有一开始就急于让你掌握高深的数学工具，而是将重点放在了“概念的物理意义”上。作者非常高明地将傅里叶变换的数学操作，巧妙地映射到了物理空间的传播和汇聚过程之中。比如，在讨论透镜系统时，作者没有简单地给出矩阵运算，而是通过对光场振幅和相位的分解与重组，清晰地展示了透镜如何充当一个“空间频率过滤器”的角色。这种由现象驱动、由物理直觉引导的讲解路径，极大地降低了初学者的门槛。我尤其欣赏它在实例选择上的独到眼光，书中穿插了一些现代光学技术的小故事，比如它如何影响了高分辨率显微镜的发展，或者在全息摄影中的应用，这让理论学习不再是空中楼阁，而是与实际科技紧密相连的。整本书的逻辑推进非常流畅，仿佛一条精心铺设的道路，每一步都有清晰的指示牌，让你永远知道自己身处何方，将往何处去，让人忍不住一口气读完。

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经典著作，第三版

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美国光学大牛啊

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啃的我好艰难啊，屡次都想扔书了；傅里叶变换在电路方面的应用讲的很清楚！基础知识也补上了！

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啃的我好艰难啊，屡次都想扔书了；傅里叶变换在电路方面的应用讲的很清楚！基础知识也补上了！

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美国光学大牛啊