激光与光（上册） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:德堡

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页数:141

译者:

出版时间:2007-8

价格:188.00元

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isbn号码:9787509110942

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磁性学概论：从宏观到微观的探索 作者：[此处留空，或填写一个虚构的作者名，如：张志远 教授] 出版社：[此处留空，或填写一个虚构的出版社名，如：科技前沿出版社] ISBN：[此处留空，或填写一个虚构的ISBN] --- 内容概要 本书旨在为读者提供一套全面、深入且富有洞察力的磁性学知识体系。不同于侧重于特定应用或仅描述现象的传统教材，《磁性学概论》致力于构建一个从基本物理原理出发，逐步深入到材料结构、微观机制、宏观性质以及前沿应用的全景图。全书结构严谨，内容涵盖了经典电磁理论中的磁性部分，过渡到量子力学基础上的磁性起源，再到现代凝聚态物理对复杂磁序的描述，最终落脚于当前信息存储、能源转换和生物医学领域中的尖端磁性技术。 本书不涉及激光、光波导、光学调制或光与物质相互作用的特定理论，其核心关注点始终聚焦于物质的磁性响应、磁矩的起源、磁畴的演化以及磁性材料的工程应用。 --- 第一部分：磁性的基本概念与经典描述 第一章：磁现象的起源与早期认识 本章追溯了人类对磁性现象的早期观察，从天然磁石到指南针的发明。重点阐述了电荷运动与电流产生的磁场是所有磁现象的根源。引入了磁感应强度（$B$）、磁场强度（$H$）以及磁化强度（$M$）三个核心物理量的定义及其矢量关系，清晰界定了真空磁导率（$mu_0$）和相对磁导率（$mu_r$）的概念。 第二章：麦克斯韦方程组与磁场动力学 深入探讨了麦克斯韦方程组在稳恒磁场和时变磁场中的应用。详细分析了安培定律（含修正项）、法拉第电磁感应定律的积分形式和微分形式。重点讲解了磁矢量势（$A$）的概念，并阐述了如何利用泊松方程求解静磁场分布。对于时变磁场，则着重讨论了电磁波的产生机制，但强调的是电磁波的传播特性，而非其光学行为。 第三章：介质中的磁化过程 本章是连接宏观现象与微观机制的桥梁。详细分类了物质的磁学性质：抗磁性、顺磁性和铁磁性。对于抗磁性，基于朗之万理论和泡利理论，解释了电子轨道运动和自旋的微弱反磁化机制。对于顺磁性，则基于玻尔兹曼分布和居里定律，阐述了不配对电子磁矩在热运动下的随机取向与外场下的统计平衡。 --- 第二部分：量子力学基础与微观磁矩 第四章：电子的自旋与轨道磁矩 本章是理解所有磁性的量子力学基石。深入讲解了泡利不相容原理和电子的内禀角动量——自旋（Spin）。通过泡利不泡利矩阵，形式化了电子自旋的量子描述。阐述了电子轨道运动产生的轨道磁矩，并结合精细结构常数，分析了轨道磁矩和自旋磁矩对总磁矩的贡献及其耦合关系（通过总角动量 $J$）。 第五章：原子中的磁性：组态与选律 本章运用原子物理的知识，解释了如何从原子能级结构确定其宏观磁性。详细讲解了洪特规则（Hund's Rules），如何确定基态的角动量和自旋多重度。通过朗德$g$因子，联系了轨道和自旋对磁矩的贡献，为理解稀土和过渡金属的磁性差异奠定基础。 第六章：量子统计与顺磁性 在量子力学的基础上，重新审视顺磁性。引入了布里渊函数（Brillouin Function）来描述强磁场或低温下磁矩的饱和行为，超越了经典朗之万理论的线性近似。讨论了偶极-偶极相互作用在统计学中的初步体现，尽管尚未深入到固体内部的交换作用。 --- 第三部分：凝聚态磁性与磁有序 第七章：铁磁性、反铁磁性与交换作用 本章聚焦于固体中集体磁行为的起源——量子交换作用（Exchange Interaction）。详细阐述了泡利不相容原理如何导致不同自旋电子之间的能量差异。利用海森堡磁模型（Heisenberg Model），形式化了不同原子间交换耦合的数学形式（$J_{ij} mathbf{S}_i cdot mathbf{S}_j$）。清晰区分了铁磁性（平行排列）和反铁磁性（反平行排列）的微观机制。 第八章：磁畴、磁畴壁与磁滞现象 本章分析了铁磁体宏观表现出的非线性特性。解释了为什么在没有外场时，铁磁体会分裂成磁畴以最小化磁能。深入研究了磁畴壁（Domain Wall）的结构，包括Bloch型和Néel型畴壁，及其能量密度。详细分析了磁化反转过程中的磁滞回线，定义了剩磁、矫顽力、磁致伸缩等关键参数，并讨论了磁畴壁运动在磁记录中的意义。 第九章：磁晶各向异性与磁致伸缩 探讨了材料的晶体结构如何影响磁矩的取向偏好，即磁晶各向异性（Magnetocrystalline Anisotropy）。分析了磁晶各向异性能在（Easy Axis）和难磁化轴（Hard Axis）的物理来源，这对于永磁材料设计至关重要。同时，阐述了磁致伸缩效应，即磁化变化引起材料形状或体积变化的现象，及其在声学换能器中的潜在应用。 --- 第四部分：现代磁性材料与前沿应用 第十章：永磁材料的原理与设计 本章集中于高能积产品——永磁材料。讨论了实现高矫顽力的关键因素：高的磁晶各向异性、细小的晶粒尺寸和防止磁畴形成的关键结构。系统性地介绍了铁氧体、铝镍钴（Alnico）以及现代高性能的钕铁硼（NdFeB）和钐钴（SmCo）等合金的成分、微观结构及其磁学特性。 第十一章：软磁材料与高频应用 与永磁体相对，本章讨论了易于磁化和退磁的软磁材料，如坡莫合金（Permalloy）和铁硅合金。重点分析了如何通过合金化和热处理降低磁滞损耗和涡流损耗，使其适用于变压器、电感器和电磁屏蔽等高频应用场合。 第十二章：自旋电子学基础与新兴磁性 本书的终章展望了磁性在信息技术中的革命性应用。（注意：此部分与光电子学完全无关）。详细介绍了巨磁阻效应（GMR）和隧道磁阻效应（TMR）的物理机制及其在磁存储器（MRAM）中的应用。探讨了自旋霍尔效应和轨道矩效应，为下一代低功耗磁性器件的设计提供了理论基础。 --- 本书特色 1. 理论深度与广度并重： 从经典电磁学出发，无缝衔接到量子统计和凝聚态物理，为读者建立坚实的理论框架。 2. 聚焦于磁矩与相互作用： 强调磁性来源于电子的自旋和轨道运动，以及原子间的交换耦合，而非电磁波的传播与调制。 3. 严谨的数学推导： 包含必要的量子力学和固体物理公式，但注重物理图像的清晰表达，避免繁复且脱离主题的数学推演。 4. 材料导向性： 每一理论章节后都紧密结合了实际材料的特性和工程应用，如永磁与软磁材料的设计原则。 本书适合物理学、材料科学、电子工程等专业的本科高年级学生、研究生以及从事磁性研究和开发的专业人员作为深入学习的参考书。

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翻开这本书，我立刻被它那种老派而扎实的学术氛围所吸引。它不像现代教材那样充斥着大量的彩色图表和花哨的排版，而是以一种沉稳、近乎手稿般的严谨风格呈现。这种风格反而给了我一种强烈的信赖感，仿佛手中捧着的不是一本普通的教科书，而是一部经过时间沉淀的经典著作。书中对光学史的追溯，尤其是对惠更斯和牛顿在光的本质之争上的论述，写得极为精彩，它不仅仅是罗列事实，更是深入剖析了当时科学家们的思维方式和实验局限，让读者能真切体会到科学发现的艰辛与曲折。在讲述干涉和衍射现象时，作者采用了非常系统化的方法，从最基础的双缝干涉公式推导开始，逐步扩展到多缝干涉、菲索环等复杂情况。最让我印象深刻的是，作者在解释这些现象时，总是将理论与实际的实验装置紧密结合，这极大地降低了理解难度。每当出现一个复杂的数学公式，后面紧跟着的往往是对其实际物理意义的深入剖析，确保读者不会迷失在纯粹的符号运算中。对于光学实验物理感兴趣的人来说，这本书提供的理论基础是无可替代的基石。

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对于任何想要深入了解光学物理的读者而言，这本书的深度是毋庸置疑的。它更像是一部供人沉思和钻研的工具书，而不是轻松的读物。其中关于光的传播理论，特别是对迈克尔逊-莫雷实验的分析，被阐述得极为透彻。作者不仅复述了实验的步骤，更重要的是，他详细解读了实验结果对经典以太理论的冲击，以及它如何为狭义相对论的诞生铺平道路。这种将光学物理置于整个科学史背景下进行考察的视角，极大地提升了阅读的厚重感。此外，书中对于光的吸收、散射等与物质相互作用的讨论，虽然在上册中可能还处于基础阶段，但也展现了作者对电磁波与介质相互作用的系统思考。这种对理论边界的不断探索和对物理本质的持续追问，使得这本书的阅读过程充满了智力上的挑战与乐趣，需要读者投入大量的时间去消化和内化其中的知识体系。

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这本《激光与光（上册）》的阅读体验，着实让人体验了一把深入物理学殿堂的震撼。书中的内容，对于任何一个对光科学抱有好奇心的求知者来说，都是一场不容错过的思想探险。首先，作者对光的基本性质的阐述，简直可以用“庖丁解牛”来形容。他没有停留在中学物理课本那种浅尝辄止的介绍上，而是深入挖掘了光的波动性和粒子性的双重本质，用严谨的数学工具和清晰的逻辑链条，构建起了一个宏大而精密的理论框架。尤其是关于电磁波理论的推导过程，虽然略显复杂，但每一步都像是精心铺设的阶梯，引导读者逐步攀登至理解光现象的更高维度。阅读时，我仿佛能看到那些看不见的电场和磁场是如何相互激发、彼此依存，以惊人的速度穿越真空，并将能量以波的形式传递出去。这种对基础物理概念的深度挖掘和系统梳理，远非市面上那些浮于表面的科普读物可比拟，它要求读者有一定的数学和物理基础，但回报也是巨大的——你将不再只是“知道”光是什么，而是真正“理解”光是如何运作的。书中对光的偏振现象的讨论，更是细致入微，从起偏振到检偏振，每一个实验的描述都配有精妙的图解，使得抽象的矢量变化变得直观可感，让人在脑海中构建出清晰的光束旋转和筛选模型。

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这本书的叙事节奏掌控得相当高明，它没有一开始就抛出最难啃的骨头，而是采取了一种循序渐进、由浅入深的策略。开篇部分，作者用了大量篇幅来铺垫光学测量的精度和对光的精确描述的必要性，这为后续讲解复杂光学器件的工作原理打下了坚实的基础。我特别欣赏它对“像差”理论的阐述。在很多光学书籍中，像差往往被一带而过，但在这里，作者却煞费苦心地将球差、色差等非理想光学系统的缺陷进行了分类和详尽的数学描述，甚至探讨了如何通过镜面设计来校正这些像差。这种对“不完美”现象的深入研究，恰恰体现了一本优秀工程或物理教材的价值所在——现实世界中的光学系统总是存在缺陷的，而理解这些缺陷的根源，才能更好地设计出高性能的仪器。阅读到关于反射和折射定律的几何光学部分时，我甚至能感受到一种几何美学在其中流淌，所有的光线路径似乎都遵循着某种优雅的自然法则。

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这本书的语言风格极其凝练，每一个句子都仿佛经过了反复的锤炼，信息密度极高，阅读起来需要保持高度的专注力。在我看来，它更偏向于工程应用层面的理论指导，而非纯粹的理论物理探讨。比如，当讲解到晶体的双折射现象时，作者立刻将其与偏振片的应用联系起来，并详细分析了不同晶体结构对光波相位延迟的影响。这种将基础原理与实际应用紧密结合的处理方式，使得书中的理论知识显得格外“落地”。对于希望将光学知识应用于精密仪器设计或实验技术开发的人来说，这本书提供的数学模型和分析工具具有极高的实用价值。尽管上册的内容主要集中在经典光学范畴，但其对光的传播特性、能量传递的描述，已经为后续探讨量子光学奠定了不可动摇的基础。它不是一本用来消遣的书，而是需要你拿起笔、演算公式、在草稿纸上绘制光路图才能真正掌握的宝典。

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