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出版者:世界图书出版公司(此信息作废)

作者:奥林

出品人:

页数:794

译者:

出版时间:2006-4

价格:85.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787506282079

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• 薄膜科学
• 材料
• 薄膜材料
• 材料科学
• 物理
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• 材料工程

探索宇宙的奥秘：天体物理学导论 本书旨在为读者提供一个全面而深入的天体物理学入门指南，涵盖从基础概念到前沿研究的广泛领域。 第一部分：宇宙的基石 第一章：天体物理学的视野与工具 本章首先界定了天体物理学的研究范畴，即运用物理定律来理解宇宙中的天体及其现象。我们将追溯天文学从古代观测到现代科学转型的历程，重点介绍伽利略、牛顿等先驱对学科发展的奠基性贡献。 随后，我们将详细阐述现代天体物理学所依赖的核心工具： 电磁波谱的解读： 从无线电波到伽马射线的观测波段，每种光子携带了关于天体温度、化学成分、运动状态的独特信息。本节将深入探讨黑体辐射定律、维恩位移定律和斯蒂芬-玻尔兹曼定律，解释如何利用这些工具测量恒星的表面温度和能量输出。 光谱分析的魔力： 详解原子和分子的能级结构如何决定了吸收线和发射线的特征。我们将介绍多普勒效应在测量天体运动速度（径向速度）中的应用，这是构建宇宙速度图的关键。 现代探测技术： 介绍地基望远镜（如巨型光学望远镜）和空间望远镜（如哈勃、詹姆斯·韦伯空间望远镜）的设计原理及其对突破观测极限的重要性。此外，还将简要提及引力波探测器（如LIGO）和中微子望远镜为我们开启的“非电磁波”观测窗口。 第二章：恒星的诞生、演化与死亡 恒星是宇宙中最基本、最活跃的物理实验室。本章将系统地描绘恒星从诞生到消亡的完整生命周期。 星际介质与分子云： 探讨构成恒星的原材料——冷密集的分子云的物理状态、化学成分及其坍缩机制。重点分析引力不稳定性在触发恒星形成中的作用。 主序星阶段的物理学： 深入分析恒星内部的能量产生机制——核聚变。详细阐述质子-质子链反应（P-P链）和碳氮氧循环（CNO循环）的物理条件和效率差异。通过钱德拉塞卡质量极限，解释恒星在主序阶段如何通过流体静力平衡维持稳定。 恒星演化的终点： 区分低质量恒星（如太阳）和高质量恒星的演化路径。对于低质量恒星，阐述红巨星阶段、行星状星云的形成以及白矮星的电子简并压力支撑。对于超大质量恒星，重点讨论超新星爆发（Ia型和II型）的物理过程，以及残留物——中子星（脉冲星的观测特性）和黑洞的形成条件。 第二部分：宏观结构的动力学 第三章：银河系及其邻居 本章将视角从单个恒星扩展到星系尺度，聚焦于我们所在的本星系群。 银河系的结构与动力学： 详细描述银河系的螺旋结构、盘面、核球和暗物质晕。利用开普勒定律和 कक्षाओं道动力学分析恒星和气体云的运动规律。重点讨论如何通过对银河系边缘恒星速度的观测来推断暗物质的分布和质量。 星系分类与形态学： 介绍哈勃星系分类法（椭圆、螺旋、不规则星系），并解释不同形态的形成与演化假说，如星系碰撞和并合的影响。 星系群与星系团： 探讨星系如何聚集形成更大的结构。分析星系团中的热气态介质（星系团中性介质，ICM）的性质，以及星系团中引力势场的确定方法。 第四章：宇宙学——时空的大尺度图景 本章将引入爱因斯坦的广义相对论作为理解宇宙演化的基础框架，并探讨当前宇宙学的主流模型。 广义相对论与弗里德曼方程： 简要介绍时空弯曲的概念，并阐述弗里德曼方程如何描述一个由物质、辐射和暗能量主导的膨胀宇宙的动态演化。 宇宙的膨胀与哈勃定律： 深入探讨遥远星系光谱的红移现象，解释这并非传统的多普勒效应，而是空间本身的膨胀。详细回顾哈勃对宇宙尺度的测量工作。 大爆炸模型的关键证据： 集中阐述支持大爆炸理论的三大支柱： 1. 宇宙微波背景辐射（CMB）： 分析CMB的黑体谱性质、各向异性（$Delta T/T$）及其傅里叶分析（功率谱），说明CMB如何揭示了早期宇宙的物理状态和物质密度波动。 2. 轻元素丰度： 解释太初核合成（BBN）的物理过程及其对氢、氦、锂等元素丰度的预测，这限制了宇宙中重子物质的密度。 3. 大尺度结构的形成： 讨论物质如何在CMB的微小涨落基础上，通过引力作用演化成今天的星系和星系团。 第三部分：宇宙的未解之谜 第五章：暗物质与暗能量 现代天体物理学面临的最大挑战是理解构成宇宙绝大部分质量和能量的两种未知实体。 暗物质的证据链： 梳理迄今为止所有支持暗物质存在的观测证据，包括：星系旋转曲线的异常、星系团内的运动速度弥散、引力透镜效应（强透镜与弱透镜）的测量，以及子弹星系团的观测。探讨非重子暗物质的候选者（如WIMPs、轴子）及其理论特性。 暗能量的回归： 解释Ia型超新星观测如何揭示了宇宙膨胀正在加速。介绍宇宙学常数（$Lambda$）的概念及其在标准宇宙学模型（$Lambda$CDM）中的地位。讨论暗能量的本质问题——其状态方程（$w$参数）的测量意义。 第六章：高能天体物理与极端环境 本章聚焦于宇宙中最剧烈、能量最高的物理过程。 活动星系核（AGN）与吸积盘： 解释超大质量黑洞在星系中心如何通过吸积周围物质而释放出巨大的能量，形成类星体、射电星系等不同类型的AGN。重点分析吸积盘的物理结构、辐射机制（相对论性喷流）和能量转换效率。 引力波天文学的新纪元： 深入探讨引力波的产生源（双黑洞并合、中子星并合）。解释引力波信号（如“啁啾”信号）如何与广义相对论的预测相匹配，以及引力波观测如何提供了验证强引力场理论和测量宇宙学参数的新途径。 本书的编写风格力求清晰、严谨，避免使用过于晦涩的行话，旨在为学生和对宇宙学有浓厚兴趣的读者构建一个坚实的知识框架，引导他们深入探索这个浩瀚而迷人的领域。

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《薄膜材料科学》在阐述薄膜的力学性能方面，真的做到了细致入微。通常我们认为薄膜很薄，其力学性能可能不那么重要，但这本书彻底颠覆了我的认知。作者详细介绍了薄膜的应力、应变、断裂韧性以及附着力等关键力学参数，并解释了这些参数是如何受到制备工艺、材料成分以及基底选择的影响。我尤其对书中关于“应力弛豫”的讨论很感兴趣，它解释了为什么在某些情况下，薄膜会出现开裂或起皱的现象，这对于确保薄膜在实际应用中的稳定性和可靠性至关重要。

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这本《薄膜材料科学》实在是让我眼前一亮，虽然我并非材料领域的专家，但这本书用一种非常易于理解的方式，将复杂的薄膜科学概念娓娓道来。我尤其喜欢它开篇对薄膜概念的梳理，不仅仅是简单地定义，而是从历史发展、应用场景出发，层层递进，让我这个门外汉也能迅速抓住核心。书中关于薄膜生长机制的章节，更是如同打开了一扇新世界的大门。作者没有枯燥地罗列公式和理论，而是通过生动的比喻和图示，将原子尺度的生长过程描绘得栩栩如生。例如，在讲解“分子束外延”（MBE）时，作者类比了精雕细琢的工匠，如何一丝不苟地在基底上“搭建”原子层。这种生动的讲解方式，让原本抽象的物理化学过程变得鲜活起来。

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我对于《薄膜材料科学》中关于薄膜表征技术的部分，简直是爱不释手。以往阅读相关书籍，往往在表征部分就变得晦涩难懂，充斥着各种缩写和专业术语，让人望而却步。然而，这本书在这方面做得非常出色。作者并没有简单地列举各种表征技术，而是深入浅出地介绍了每种技术的原理、适用范围以及它们如何互补地揭示薄膜的奥秘。特别是关于“原子力显微镜”（AFM）的介绍，作者不仅仅讲解了其工作原理，还重点阐述了如何通过AFM观察到薄膜的表面形貌、粗糙度甚至是单个原子的排列，这让我对薄膜的微观世界有了更直观的认识。书中的插图和数据分析范例也极大地帮助了我理解这些技术。

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《薄膜材料科学》在“薄膜的制备方法”这一块，简直是包罗万象。作者并没有局限于介绍某一种或两种主流的制备技术，而是系统地梳理了物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）以及其他一些新兴的制备方法。我尤其对书中对“原子层沉积”（ALD）的介绍印象深刻。作者详细讲解了ALD的超高原子层控制能力，以及它如何能够制备出均匀、致密的超薄薄膜，这对于微电子、光电子等领域至关重要。书中对各种方法的优缺点、适用范围以及工艺参数的讲解，都非常详实。

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这本书让我对“薄膜在能源领域的应用”有了全新的认识。《薄膜材料科学》并非一本只关注基础理论的书籍，它有着非常强的应用导向性。在能源章节，作者详细介绍了薄膜技术在太阳能电池、燃料电池以及储能设备中的重要作用。我印象深刻的是关于“钙钛矿太阳能电池”的讨论，作者不仅介绍了其快速发展的历史和高效率，还深入分析了薄膜结构、界面工程以及稳定性等关键问题。这种对前沿技术发展趋势的把握，以及对其中挑战的深入剖析，让我看到了薄膜材料在解决全球能源危机中的巨大潜力。

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《薄膜材料科学》在讨论不同类型的薄膜材料时，展现出了其广博的知识和独到的见解。作者并没有停留在对单一材料的介绍，而是将不同材料的特性、制备方法以及它们在特定应用中的优势和劣势进行对比分析。我特别欣赏关于“功能性薄膜”的章节，它涵盖了从光学薄膜、电子薄膜到生物薄膜等多个领域，并且详细阐述了这些薄膜是如何通过精密的材料设计和制备，实现其独特的功能。比如，书中对“半导体薄膜”在集成电路中的应用进行了深入的剖析，解释了掺杂、晶界等因素如何影响其导电性能，让我对我们日常接触的电子产品有了更深刻的理解。

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《薄膜材料科学》对于“薄膜在电子和信息技术中的应用”的探讨，给我留下了深刻的印象。作者从半导体薄膜的制备和特性讲起，逐步深入到薄膜在晶体管、存储器、传感器等核心电子器件中的应用。我特别喜欢书中关于“薄膜晶体管”（TFT）的章节，它详细介绍了不同类型的TFT（如a-Si、LTPS、IGZO）的优缺点，以及它们如何驱动了液晶显示器和OLED显示器的发展。书中对“忆阻器”等新型存储器件薄膜的研究进展的介绍，更是让我看到了未来信息存储技术的无限可能。

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这本书对于“薄膜在光学领域的应用”的讲解，简直是一场视觉盛宴。《薄膜材料科学》用生动的语言和精美的图示，展示了薄膜如何控制光的传播和反射。我特别欣赏关于“抗反射涂层”和“增透膜”的介绍，作者不仅解释了它们的工作原理，还展示了不同厚度和折射率的薄膜组合如何实现不同波段光的优化传输，这让我理解了眼镜片、相机镜头乃至显示屏为何能够呈现出清晰明亮的画面。书中对“光学滤波器”和“光栅”等复杂结构薄膜的介绍，更是让我惊叹于材料科学的精妙。

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书中关于“薄膜的缺陷与失效机制”的章节，可以说是对薄膜材料理解的升华。《薄膜材料科学》并没有回避薄膜在实际应用中可能遇到的问题，而是积极地探讨了薄膜的缺陷类型（如空位、位错、晶界）以及它们如何影响薄膜的性能。作者还详细分析了薄膜的失效模式，如开裂、剥离、扩散等，并提出了相应的预防和改进措施。这让我明白，即使是最先进的薄膜材料，也需要对其潜在的弱点有充分的认识，才能确保其长期的可靠性和稳定性。

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这本书的“薄膜在生物医药领域的应用”部分，让我看到了材料科学与生命科学的奇妙融合。《薄膜材料科学》并未将目光局限于传统的电子、光学领域，而是拓展到了生物医学。我惊叹于薄膜技术在药物缓释、生物传感器、人工器官乃至组织工程等方面的广泛应用。书中详细介绍了如何利用薄膜的生物相容性、可降解性以及对生物分子的特异性识别能力，来开发创新的医疗解决方案。例如，关于“生物传感器”的介绍，让我看到了薄膜如何能够实时监测体内的生理指标，为疾病的早期诊断和治疗提供了新的可能。

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