光学问题与解答PROBLEMS AND SOLUTIONS ON OPTICS pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:World Scientific Pub Co Inc

作者:Bai, Gui-Ru (EDT)/ Guo, Guang-Can (EDT)/ Lim, Yung-Kuo (EDT)/ Chung-Kuo K'O Hsueh Chi Shu Ta Hsueh P

出品人:

页数:192

译者:

出版时间:1991-12

价格:280.00元

装帧:Pap

isbn号码:9789810204396

丛书系列:

图书标签:

• 光学
• 物理学
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经典力学：从基础到前沿的系统探索 本书聚焦于经典力学的宏大体系，旨在为学习者提供一个既扎实又富有洞察力的知识框架。 经典力学，作为物理学的基石之一，其理论深度和广度至今仍是理解自然界运行规律不可或缺的工具。本书的编纂严格遵循物理学原理的逻辑递进，内容涵盖了从牛顿力学的基础概念到拉格朗日和哈密顿力学的高级结构，并适当地引入了更现代的视角，如变分原理和分析力学。 第一部分：牛顿力学与运动的描述 本卷首先奠定了经典力学的实验和概念基础。我们从对时间和空间的精确界定入手，讨论了惯性参考系的概念及其重要性。核心内容围绕牛顿运动定律展开，这些定律被视为描述宏观物体动力学行为的根本公理。 详细分析了一维、二维和三维运动的动力学问题。对于一维运动，我们深入探讨了受力分析、功和能量的概念，并求解了各种典型势场中的运动轨迹，例如简谐振动、阻尼振动和受迫振动。对于二维和三维运动，重点在于矢量分析的应用，特别是角动量守恒在行星运动和刚体运动中的体现。 在这一部分，万有引力定律和开普勒定律的推导和应用占据了重要篇幅。我们不仅处理了简单的双星系统问题，还探讨了在非惯性系中观察到的表观力（如科里奥利力和离心力），这对于理解地球上的运动至关重要。 刚体运动的分析是本部分的一个难点和重点。我们引入了刚体的转动惯量、转动定则，以及欧拉角来描述任意刚体的姿态。通过对绕定点转动和自由转动的详细解析，读者将掌握处理复杂机械系统所需的基本数学工具。 第二部分：振动、波与场论的初步接触 虽然振动和波通常被视为独立的主题，但在经典力学框架内理解它们至关重要。本部分将机械振动提升到更高的高度，并开始过渡到场的概念。 对于简谐振动的分析，我们不仅停留在解析解层面，更深入探讨了其在相空间中的几何表示，并引入了阻尼和受迫振动系统的频率响应分析，包括共振现象的物理本质和工程意义。 随后，内容过渡到耦合振子系统。通过矩阵方法求解特征值问题，读者将理解正常模式（Normal Modes）的概念，这是处理多自由度系统波动现象（如分子振动、晶格振动）的基石。 在向分析力学过渡的准备阶段，我们引入了连续介质中的波动，例如弦上的横波和声波。虽然不涉及流体力学或电磁场的完整理论，但对波动方程的推导和基本解的讨论，为后续更复杂的场论打下了坚实的动力学基础。 第三部分：分析力学——更高维度的视角 分析力学（Analysis Mechanics）代表了对经典力学形式体系的彻底重构，它摆脱了对具体坐标系的依赖，是通往量子力学和场论的桥梁。 变分原理是本部分的核心。从最小作用量原理（Hamilton's Principle）出发，详细推导了拉格朗日方程（Lagrange's Equations of Motion）。我们通过大量的实例展示了拉格朗日力学在处理约束系统和复杂坐标变换时的优雅性和高效性。这包括使用广义坐标、处理单侧约束以及处理移动约束。 随后，本书引入了循环坐标与守恒量的关系，即著名的诺特定理（Noether's Theorem）的经典力学形式的证明和应用。理解哪些物理量守恒（能量、动量、角动量）源于系统的对称性，是深化物理直觉的关键一步。 哈密顿力学（Hamiltonian Mechanics）是分析力学的更高阶形式。通过勒让德变换，我们将拉格朗日量转换为哈密顿量，导出了哈密顿方程。哈密顿力学的核心优势在于其相空间（Phase Space）的几何结构。我们详细讨论了相轨迹、泊松括号的定义及其与守恒量的关系。 第四部分：从经典到现代的桥梁 在最后一部分，我们将分析力学的工具应用于更抽象和更现代的物理问题中，为读者构建一个完整的知识体系。 正则变换（Canonical Transformations）是哈密顿力学的核心技术之一。我们探讨了生成函数、辛（Symplectic）结构，以及如何通过正则变换来简化哈密顿量，即寻找守恒量，从而简化动力学方程的求解。 泊松括号的代数结构被深入探讨，并引出了哈密顿-雅可比方程（Hamilton-Jacobi Equation）。该方程展示了如何通过求解一个偏微分方程（而不是一组常微分方程）来一步到位地获得系统的运动积分，这在处理周期性问题和准经典近似中具有极高的价值。 最后，我们简要回顾了微扰理论（Perturbation Theory）在经典力学中的应用，特别是处理那些不能被解析求解的微小非线性项。 本书的特点： 本书力求在概念的严谨性和解决实际问题的能力之间取得平衡。每一个核心概念的引入都伴随着清晰的数学推导，并辅以大量精选的例题和习题，旨在培养读者独立分析和解决复杂物理问题的能力，为未来深入学习场论、统计物理乃至量子力学打下坚实且灵活的分析基础。

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拿到这本厚厚的书本，首先感受到的是它沉甸甸的分量，这直接传递出内容的丰富与详实。我随意翻阅了几页，发现它对于理论概念的阐述，采用了非常严谨的数学推导过程，每一步都清晰可见，逻辑链条完整，没有那种跳跃式的讲解让人摸不着头脑。例如，在讨论波动光学部分时，作者似乎并没有满足于给出最终的结论，而是耐心地从最基础的惠更斯菲原理或者麦克斯韦方程组开始，逐步推导出傅里叶光学中的核心变换关系，这种“刨根问底”的写作风格，对于那些希望真正理解物理本质，而非仅仅记住公式的学生来说，无疑是巨大的福音。而且，书中的术语使用非常规范，从头到尾保持了一致性，这在处理跨学科概念时尤其重要，避免了因术语混用而产生的歧义。可以说，这本书的内在骨架非常扎实，透露出作者深厚的学术功底和严谨的治学态度。

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这本书的体量之大，让人不禁对其中包含的细节深度感到好奇。我发现它在某些特定的、较为前沿的领域似乎有所涉猎，这在一般的入门级或中级教材中是很难见到的。比如，我偶然瞥见了一些关于非线性光学中倍频效应的深入讨论，以及在集成光学领域中波导特性的分析方法。这表明作者并非停留在经典物理的层面，而是努力将最新的研究进展和成熟的技术方法纳入体系。这种广度和深度兼具的特点，使得这本书的适用人群跨度可能非常大，既能服务于本科高年级或研究生新生打下坚实的基础，也能成为资深工程师和科研人员在遇到复杂、非标准问题时的有力后盾。如果它真的能做到对这些高阶主题给出清晰且可操作的分析框架，那么它的价值将远超一般的教科书范畴，更像是一部光学领域的“百科全书”的某些关键篇章。

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这本书的装帧设计倒是挺有意思，封面选择了那种哑光的质感，摸起来挺舒服，配色上用了比较沉稳的深蓝色调，搭配简洁的白色字体，整体给人一种专业又不失格调的感觉。打开内页，纸张的质量也属上乘，不反光，即便是长时间阅读，眼睛也不会感到特别疲劳，这对于需要经常查阅参考书的读者来说，是一个非常重要的细节。排版方面，作者显然花了不少心思，公式和文字之间的留白处理得很到位，既保证了内容的密度，又避免了视觉上的拥挤感。特别是那些复杂的几何光学图示，线条清晰，标注明确，即便是初学者也能很快抓住关键的物理模型。我个人尤其欣赏它在章节过渡时的设计，每一章的开头都有一个简短的引言，勾勒出本章核心内容的脉络，让人在深入细节之前，对整体框架有一个清晰的认识。虽然我还没开始深入学习里面的具体内容，但仅从这本书的物理呈现来看，它无疑是一本在制作上毫不含糊的、值得信赖的工具书。

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我特别留意了一下这本书的目录结构，感觉设计得非常符合实际应用的需求。它似乎不是简单地按照传统教材的顺序罗列知识点，而是更倾向于围绕“能解决什么问题”来组织内容的。这种编排方式，对于那些已经掌握了基础理论，现在急需查找特定场景下解决方案的研究人员来说，简直太友好了。我猜测，在实际的章节展开中，很可能先提出一个典型的光学挑战（比如，如何设计一个无像差的复消色差物镜，或者如何分析特定介质中的光束整形），然后围绕这个问题来系统地回顾和应用相关的理论工具。如果真是这样，那么这本书就不仅仅是一本参考书，更像是一个高级别的问题解决指南。这种面向应用的设计哲学，让一本原本可能枯燥的理论书籍，瞬间充满了生命力和实用价值，让人迫不及待地想去验证一下这种组织方式在实际操作中的效率如何。

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从一个读者的角度来看，一本优秀的技术书籍，除了内容本身的正确性和深度外，其“可读性”也至关重要，而这一点往往取决于作者的叙事风格。从这本书的整体观感上，我体会到一种非常沉静且富有耐心的语调。它没有那种急于求成的浮躁感，而是像一位经验丰富的大师在慢条斯理地为你讲解复杂的原理。这种风格特别适合需要反复琢磨的物理难题，它不会强迫你接受结论，而是引导你去经历发现和理解的过程。此外，如果书中包含大量的实例演示或者思想实验，那就更棒了——通过具体的、可以想象的场景来检验抽象的数学模型，是巩固知识的有效途径。我期待这本书在提供严谨的数学工具之余，还能通过这种温和而有力的叙述方式，真正帮助读者建立起对光学现象的直观物理图像，而不是仅仅停留在符号操作的层面。

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