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页数:210

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出版时间:2008-8

价格:24.00元

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isbn号码:9787562927945

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• 数字电路
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《光学显微镜原理与应用》 内容梗概： 本书旨在系统深入地阐述光学显微镜的核心原理、关键技术、不同类型显微镜的结构与特性，并详尽介绍其在生命科学、材料科学、医学诊断、环境监测等诸多领域的广泛而前沿的应用。从基础的光学元件到复杂的成像系统，从经典的光学显微镜到现代的共聚焦、荧光、相差显微镜等，本书将带领读者全面了解这一强大的科学研究工具。 第一章：光的性质与成像原理 光的波动性与粒子性： 介绍光的电磁波理论，包括波长、频率、相位等基本概念，以及光电效应等体现光粒子性的现象。 光的衍射与干涉： 详细讲解惠更斯原理，以及夫琅琅琅衍射和菲涅耳衍射在显微成像中的重要作用。分析光的干涉现象，如杨氏双缝干涉，并阐述其在提高分辨率方面的理论基础。 成像光学基础： 讲解透镜的成像原理，包括焦距、放大率、像差（球差、色差、像散、场曲、畸变）等概念，以及如何通过多透镜组合来校正像差，获得清晰的图像。 瑞利判据与分辨率极限： 深入探讨显微镜分辨率的根本限制——衍射极限，解释瑞利判据的含义，并分析影响分辨率的关键因素，如数值孔径（NA）和光的波长。 第二章：光学显微镜的基本结构与组件 光源系统： 介绍不同类型光源（如卤素灯、LED、高压汞灯、激光器）的特点、光谱分布及其在显微成像中的适用性。讨论光源的亮度、均匀性和稳定性对成像质量的影响。 聚光镜系统： 详细讲解聚光镜的作用——汇聚光源并将其聚焦于样品上，以获得最佳照明条件。分析不同类型聚光镜（如阿贝聚光镜、艾因霍夫聚光镜）的结构和性能，以及孔径光阑和视场光阑的调节对照明均匀性、景深和对比度的影响。 物镜系统： 阐述物镜作为显微镜核心成像元件的重要性。介绍不同倍率、数值孔径（NA）的物镜，如消球差物镜、复消色差物镜、平场物镜等，以及它们的结构特点和像差校正能力。 目镜系统： 讲解目镜的作用——放大由物镜成像的中间像，并方便观察者肉眼观察。介绍不同类型目镜（如惠更斯目镜、凯尔纳目镜、普罗施尔目镜）的结构和放大倍率。 载物台与调焦系统： 描述载物台的机械结构（如机械载物台、旋转载物台）及其定位精度。详细介绍粗调焦和细调焦机构的工作原理，以及其对精确聚焦的重要性。 第三章：常见光学显微镜类型及其工作原理 明场显微镜（Bright-field Microscopy）： 作为最基础的光学显微镜，详细介绍其光路设计、成像原理，以及适用于观察染色标本的特点。 暗场显微镜（Dark-field Microscopy）： 阐述其特殊的照明方式（从侧面照明，阻止直射光进入物镜），从而使样品发出的散射光被观察到。分析其在高对比度观察未染色、透明样品（如细菌、微生物）方面的优势。 相差显微镜（Phase Contrast Microscopy）： 深入讲解光的相位差如何影响像的清晰度，以及相差显微镜如何通过改变光的相位来提高透明或半透明样品的对比度。介绍相差环和相差板的工作原理。 微分干涉相差显微镜（DIC Microscopy，Nomarski Microscopy）： 介绍其利用偏振光和棱镜将样品不同折射率区域产生的微小光程差转化为亮度差异，从而获得立体感强的三维图像。分析其在活细胞观察中的应用。 荧光显微镜（Fluorescence Microscopy）： 讲解荧光物质的激发与发射原理，以及荧光显微镜如何利用特定波长的激发光激发样品中的荧光分子，并接收发射的荧光来成像。介绍滤光片组（激发滤光片、二向色镜、发射滤光片）的作用。 共聚焦显微镜（Confocal Microscopy）： 详细阐述其通过聚焦照射点光源并接收相应点的荧光，再通过针孔滤光片去除焦外光，从而实现层层扫描成像，获得高分辨率、高对比度的光学切片图像。介绍共聚焦显微镜的光学系统和图像重建过程。 第四章：高级成像技术与图像处理 多光子激发显微镜（Multiphoton Microscopy）： 介绍其利用高强度、长波长的激光同时激发样品中的多个荧光分子，减少了光漂白和光毒性，尤其适用于活体深层组织成像。 超分辨显微镜技术： 简要介绍STED、PALM、STORM等突破衍射极限的技术原理，及其在纳米尺度结构观察中的革命性意义。 显微成像的数字采集： 讲解CCD、CMOS等图像传感器的成像原理，以及数字图像的采样、量化和编码。 图像增强与去噪： 介绍灰度变换、直方图均衡化、滤波（均值滤波、高斯滤波、中值滤波）等图像增强和去噪技术，以改善图像质量。 图像分割与特征提取： 阐述边缘检测、阈值分割、区域生长等图像分割方法，以及形状、纹理、颜色等特征提取技术，用于定量分析。 三维图像重建： 讲解基于共聚焦显微镜层扫数据或多角度投影数据进行三维图像重建的方法，以及三维可视化技术。 第五章：光学显微镜的应用领域 生命科学： 细胞生物学： 细胞形态观察、细胞器结构分析、活细胞动力学追踪、细胞凋亡与增殖研究。 分子生物学： 荧光标记蛋白定位、基因表达可视化、DNA/RNA结构成像。 神经科学： 神经元形态与连接研究、神经信号传导的实时观测。 免疫学： 免疫细胞形态与功能分析、抗原抗体反应的荧光检测。 发育生物学： 胚胎发育过程中的细胞行为与组织形成观察。 医学诊断： 病理诊断： 组织切片观察、肿瘤细胞识别、感染性疾病诊断。 血液学： 血细胞形态分析、血细胞计数。 微生物学： 细菌、真菌、病毒的形态与数量检测。 细胞学检查： 宫颈癌筛查、体液细胞分析。 材料科学： 表面形貌分析： 观察材料的微观结构、晶粒、缺陷。 纳米材料表征： 观察纳米颗粒、纳米线、薄膜的形貌和分布。 聚合物研究： 观察聚合物的相结构、结晶度。 半导体材料分析： 观察集成电路的微观结构。 环境监测： 水质检测： 藻类、浮游生物、微生物的形态与数量分析。 空气质量监测： 悬浮颗粒物的形态与成分分析。 土壤分析： 土壤微生物、矿物成分的显微观察。 工业与制造： 质量控制： 产品表面缺陷检测、微小部件尺寸测量。 失效分析： 材料断裂、磨损的微观形貌分析。 第六章：光学显微镜的维护与保养 日常清洁： 显微镜部件（物镜、目镜、载物台、光源）的正确清洁方法，避免使用腐蚀性溶剂。 光学元件保养： 镜头保养的重要性，如何防止灰尘、霉菌侵蚀，以及定期更换干燥剂。 机械部分润滑与调整： 调焦机构、载物台的维护，保证其顺畅运转。 光源寿命与更换： 了解不同类型光源的使用寿命，并掌握更换方法。 安全操作规程： 激光显微镜的安全操作注意事项，用电安全等。 本书内容力求严谨、全面，图文并茂，既适合光学、生物、医学、材料等相关专业的学生和研究人员作为教材或参考书，也为广大显微镜爱好者提供了一扇深入了解微观世界的窗口。通过本书的学习，读者将能够深刻理解光学显微镜的工作原理，掌握其使用技巧，并能根据实际需求选择合适的显微镜类型，从而在各自的研究领域取得更卓越的成就。

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这本书的内容组织逻辑严密得像一个精密的算法。它循序渐进，层层递进，让人感觉每学完一个章节，知识体系就自动向上搭建了一层新的结构。开篇从布尔代数和逻辑门开始，平滑过渡到中等规模集成电路（MSI）的应用，比如加法器、译码器、锁存器等，这些基础模块的搭建清晰有力。然后，它没有急于求成地跳到微处理器，而是花了一个专门的章节来讨论存储器的分类和结构，从静态RAM到动态RAM的工作原理，甚至提到了EPROM和Flash的基本概念。这种对“记忆”单元的充分重视，为后续理解更复杂的系统架构打下了坚实的基础。更绝妙的是，最后一部分对可编程逻辑器件（PLD）的介绍，将前面学到的所有组合逻辑和时序逻辑知识完美地串联起来，展示了如何利用GAL或CPLD来高效实现复杂的定制功能。这种结构安排，确保了读者在面对更高级的数字系统设计时，能够游刃有余，因为所有的核心构建块都已经被牢固地掌握了。

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作为一名对硬件加速非常感兴趣的爱好者，我发现这本书在讨论设计方法论时，展现出了极强的现代感。它不仅仅满足于对经典数字电路的复述，还触及了在现代电子设计自动化（EDA）工具链背景下的设计思路。例如，在讲解硬件描述语言（HDL）的必要性时，作者并没有把它当作一个可有可无的补充，而是将其定位为描述复杂系统行为的关键工具。虽然书中可能没有深入到VHDL或Verilog的全部语法细节，但它对“结构化描述”和“行为描述”之间的区别，以及如何将高层需求分解为可综合（Synthesizable）的代码框架，进行了非常高屋建瓴的指导。这对我理解现代FPGA和ASIC的设计流程非常有帮助。这本书让我意识到，仅仅会画电路图是不够的，更重要的是如何用一种机器可以理解、可以优化的方式来表达我们的设计意图。这使得这本书的价值超越了一本基础教材，更像是一扇通往现代数字系统工程实践的大门。

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这本书的排版和图示设计简直是一场视觉盛宴，这对于理解复杂的数字电路图来说至关重要。我常常遇到一些教材，图画得模糊不清，标签也常常重叠，让人看得一头雾水，但这本《数字电子技术》完全没有这个问题。每一张电路图，无论是基本的逻辑门电路，还是复杂的译码器、多路复用器，都清晰锐利，组件的标识一目了然。特别是当涉及到大规模集成电路（IC）的应用时，作者给出的封装图和引脚定义简直是救星。举个例子，在讲解中规模集成电路（MSI）如计数器和移位寄存器时，书中不仅画出了它们内部的逻辑结构，还配上了实际芯片型号（比如74系列的部分芯片）的应用实例，这使得理论知识立刻落地。我甚至能想象拿着这本书，手里拿着一块面包板和一些芯片，就能马上动手搭建一个小型系统。这种高度的实用性和清晰的视觉引导，极大地降低了初学者对数字电路的畏惧感，让学习过程变得高效而愉悦。

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我不得不提一下这本书在半导体器件基础知识方面的处理方式，它非常巧妙地平衡了对底层物理的介绍与对数字系统功能的强调。很多数字电路书要么为了追求系统性而对晶体管级别的操作一带而过，要么又过于偏重半导体物理，让读者迷失在PN结和载流子运动中。然而，这本书在这方面把握得恰到好处。它在介绍TTL和CMOS逻辑系列时，没有直接跳到功能表，而是用简练的语言解释了晶体管开关的原理，以及为什么CMOS具有低功耗的优势。这种“知其然，更知其所以然”的讲解方式，让我对不同逻辑电平的驱动能力、噪声容限（Noise Margin）有了更深刻的认识。当读到关于逻辑族电路的比较时，书中对比了各种电路的传输延迟和扇出能力，这些细节对于设计高速、可靠的系统至关重要。这种对“为什么”的深入挖掘，让这本书不仅仅停留在“如何做”的层面，而上升到了“如何做得更好”的工程哲学高度。

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天哪，我刚刚啃完这本《数字电子技术》，简直像是经历了一场智力上的攀登！这本书的深度和广度都超出了我的预期。它不像很多教科书那样干巴巴地堆砌公式和概念，而是非常注重将理论与实际应用紧密结合。比如说，在讲解组合逻辑电路设计时，作者并没有停留在卡诺图的层面，而是非常详尽地分析了如何利用各种标准逻辑门（AND, OR, NOT, XOR等）去构建更复杂的系统，甚至提到了如何优化门电路的数量以降低功耗和成本。最让我印象深刻的是关于时序逻辑的部分，书中对触发器（Flip-Flops）的工作原理剖析得极其透彻，无论是D触发器、JK触发器还是T触发器，其内部结构和状态转移图都画得清晰明了。我尤其欣赏它对有限状态机（FSM）的阐述，不仅仅是简单的Mealy和Moore模型介绍，还深入探讨了如何利用这些模型设计出可靠的控制器，比如一个简单的交通信号灯控制器，书中提供的设计步骤严谨到令人信服。读完后，我感觉自己对“0”和“1”的世界有了全新的理解，不再是抽象的符号，而是能构建出实际数字系统的砖块。这本书绝对是为那些想要深入理解现代电子设备底层逻辑的工程师和学生量身定制的精品。

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