机械基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:祖国庆 编

出品人:

页数:180

译者:

出版时间:2008-8

价格:24.00元

装帧:

isbn号码:9787113090883

丛书系列:

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• 机械工程
• 机械基础
• 机械原理
• 机械设计
• 工程力学
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• 制造技术
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• 机械设备

好的，这是一本名为《现代光学与成像技术》的图书简介，内容力求详尽，力求自然流畅，不含任何AI痕迹。 --- 现代光学与成像技术 面向前沿的深度探索与应用指南 丛书概述 《现代光学与成像技术》并非一本关于机械原理或基础工程知识的读物。它是一部专注于探索光与物质相互作用的物理学基础、先进光学元件设计、以及如何利用这些原理构建尖端成像系统的专业参考书。本书旨在为光学工程师、物理研究人员、高新技术产业从业者以及希望深入理解现代视觉与传感技术的学生，提供一个全面、深入且与时俱进的知识框架。 本书的核心思想在于，在当今时代，光学已远超传统透镜和棱镜的范畴，它已成为信息获取与处理的基石。我们关注的焦点是那些驱动着从生命科学到自动驾驶汽车等领域革命性进步的复杂光子学现象与工程实现。 核心内容深度解析 本书内容结构严谨，涵盖了从理论基础到工程实践的广阔领域，主要分为四大核心模块： 第一部分：光的基础物理与先进光子学元件 这一部分致力于夯实读者对光的本质及其与材料相互作用的理解，为后续的成像系统设计打下坚实的理论基础。 1. 波动光学与偏振态的精细控制： 我们将详细剖析光的电磁波特性，超越基础的几何光学范畴。重点讨论了光的偏振态（包括线偏振、圆偏振和椭圆偏振）在三维空间中的演化，以及如何利用波片、偏振片阵列等元件对光场进行精确调制。深入探讨了琼斯演算和穆勒矩阵在复杂偏振系统分析中的应用。 2. 衍射理论与超分辨成像： 阐述阿贝衍射极限的物理根源，并重点介绍如何突破这一限制。内容涵盖了傅里叶光学在图像处理中的核心作用，以及近年来兴起的超分辨技术，如STED（受激发射损耗）、PALM/STORM（光活化定位显微镜）等，它们如何通过光场的精巧设计实现纳米尺度的分辨能力。 3. 新型材料与结构光学： 传统的玻璃元件在某些极端应用中已显不足。本章聚焦于超材料（Metamaterials） 和超表面（Metasurfaces）。我们将详细介绍如何通过亚波长尺度的结构设计，实现对电磁波的负折射率、广角吸收或相位梯度控制。重点讨论了基于超表面的扁平化光学元件（Flat Optics），如超透镜（Metalenses）及其在集成化光电器件中的潜力。 4. 非线性光学现象： 探讨光与高强度光束相互作用时产生的非线性效应，如二次谐波产生（SHG）、倍频、参量过程等。这些效应是实现频率转换和高灵敏度光谱探测的关键，广泛应用于激光科学和生物成像中。 第二部分：先进成像系统与探测技术 本部分将理论知识转化为实际的成像系统设计和性能评估。 1. 调制传递函数（MTF）与系统性能评估： 深入讲解MTF作为衡量成像系统分辨率和对比度的黄金标准。内容包括如何将光学系统的各个组成部分（如镜头、传感器、光照条件）的MTF进行级联分析，以及如何利用离焦、色差、畸变等像差参数对系统性能进行量化预测和优化。 2. 深度传感与三维成像技术： 详细对比分析主动和被动三维成像方法。主动方法包括激光雷达（LiDAR） 的直接飞行时间（dToF）和间接飞行时间（iToF）原理，以及结构光扫描的数学模型。被动方法则侧重于计算摄影中的深度恢复算法，如何从单张或多张二维图像中推断出场景的深度信息。 3. 幽灵成像与压缩感知： 介绍了突破传统单像素限制的成像范式。幽灵成像（Ghost Imaging）通过空间光调制器（SLM）对物体和探测器分别编码，实现信号与图像信息的解耦。压缩感知（Compressed Sensing）则探讨了在数据采集阶段就引入稀疏性约束，以更少的采样点重建出高保真图像的数学理论和硬件实现。 4. 显微成像前沿： 关注生命科学和材料科学中的高要求应用。包括共聚焦显微镜（Confocal）、双光子显微镜（Two-Photon Microscopy）的原理、光片显微镜（Light Sheet Microscopy）在快速、低损伤三维成像中的优势，以及近年来在活体成像中越来越重要的自适应光学（Adaptive Optics）技术，用于校正活体组织带来的像差。 第三部分：光学系统集成与制造挑战 本部分关注从设计到落地的工程实现，是理论与实践的桥梁。 1. 镜头设计软件与优化流程： 介绍主流光学设计软件（如Zemax, Code V）的工作流程，重点讲解如何建立精确的物理模型，设定合理的容差范围，并利用现代优化算法（如全局优化、序列优化）快速收敛到满足指标的初始设计。 2. 现代光学元件的精密制造工艺： 探讨了传统玻璃研磨、抛光技术之外的先进制造手段。包括非球面模压玻璃技术在量产中的应用、薄膜沉积技术在增透膜和滤波片设计中的关键作用、以及微纳加工技术在制造超表面器件和光子晶体中的挑战与机遇。 3. 光机集成与热管理： 强调了光学系统在实际工作环境中对稳定性的要求。分析了温度变化、振动和气压波动如何影响成像质量，以及如何通过材料选择（如Invar合金）、主动温控系统和精密机械结构设计来确保系统的长期可靠性。 第四部分：计算光学与人工智能赋能 本部分着眼于未来趋势，将光学系统视为一个可编程的计算平台。 1. 计算摄影学基础： 区别于传统成像系统仅依赖光学传递，计算摄影强调通过算法处理来突破硬件瓶颈。内容覆盖去卷积、盲去模糊、高动态范围（HDR）合成、以及散景效果的后处理合成等。 2. 深度学习在光学中的应用： 讨论如何利用卷积神经网络（CNN）和生成对抗网络（GAN）解决传统方法难以处理的逆问题。例如，利用AI模型直接从退化的图像中恢复高分辨率细节、对复杂光学系统进行快速前向和反向建模，以及优化复杂光场的设计。 3. 智能传感与实时处理： 探讨将高并行度的成像算法部署到FPGA或ASIC等硬件加速平台上的方法，实现对高通量数据的实时分析，这对于机器人视觉和工业检测至关重要。 适用读者群体 本书深度和广度兼顾，特别适合以下人士： 光学工程、物理学、电子工程专业的高年级本科生和研究生： 作为深入学习和进行毕业设计、科研选题的参考手册。 光学系统设计师与工程师： 用于解决从概念设计到原型验证过程中的具体技术难题，特别是涉及新材料和计算方法的部分。 高科技产业研发人员： 涉及AR/VR显示、遥感、生物医学仪器、半导体检测设备等领域的专业人士，以跟进最新的光子学技术进展。 本书通过严谨的数学推导、丰富的工程案例和对前沿研究方向的精准把握，确保读者不仅能理解“光是如何工作的”，更能掌握“如何利用光来解决复杂问题”。它是一部面向二十一世纪信息采集需求的工具书与思想启迪录。

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这本书的装帧和排版，虽然看起来传统，但其内在的知识结构却展现出惊人的现代感和前瞻性。我特别欣赏作者在内容编排上对“系统集成思维”的强调。在讨论到传动效率和能量损失时，它并没有将这些内容孤立起来，而是将其穿插在对具体机械组件（如轴承、联轴器）的讲解之中，迫使读者必须从整个系统的角度去权衡每一部分的选择。这种跨章节的知识串联，有效打破了传统教材中学科壁垒分明的弊端。特别是关于可靠性工程的初步介绍部分，它巧妙地将概率论的概念引入到机械寿命预测中，这种跨学科的整合能力，让这本书的理论深度远超出了普通入门教材的定位。它更像是一本为未来工程师准备的“思维蓝图”，指导我们如何构建一个高效、健壮且具备自我优化潜力的机械系统。每读完一个部分，我都会忍不住合上书本，在脑海中快速构建一个虚拟的机械模型，去检验书中理论的普适性，这种主动学习的体验，实在难得。

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这本书的封面设计简直是工业时代的复古与现代审美的奇妙碰撞，那种深沉的墨绿色调，配上烫金的标题字体，散发着一种厚重而踏实的专业气息。我原本以为它会是一本晦涩难懂的技术手册，毕竟“机械基础”这几个字听起来就和枯燥、公式挂钩。然而，当我翻开第一页，看到那精心绘制的机械结构图时，我的心头一紧——这不是简单的线条堆砌，而是蕴含着深刻设计哲学的艺术品。书中对摩擦、应力、运动学等基本概念的阐述，没有采用那种教条式的定义灌输，反而更像是一位经验丰富的老工程师，在炉火边，用最直观的语言和生动的比喻，将复杂的物理定律化为触手可及的生活现象。比如，书中解释转速与扭矩的关系时，并没有直接抛出公式，而是从一个自行车链条的传动效率讲起，让我这个非科班出身的人，也能瞬间捕捉到核心的逻辑。特别是关于材料科学那一章，作者对不同金属在不同载荷下的表现描述得细致入微，那种对“材料脾气”的洞察力，远超一般教材的范畴，读起来酣畅淋漓，完全没有预期的阅读障碍，反而充满了探索的乐趣。

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我是在一个深夜，因为一个突发的项目需求，不得不快速补习机械传动基础知识时偶然接触到这本厚重的《机械基础》。坦白说，我当时的心态是抱着“救急”的目的，期望能找到一本能迅速定位关键知识点的参考书。这本书的目录编排逻辑性极强，简直像是一个精心规划的迷宫导航图，清晰地指示了从静力学到动力学的每一步路径。最让我感到惊喜的是，它对“为什么”的追问远多于“是什么”的陈述。例如，在讲解齿轮啮合的几何特性时，它没有满足于给出标准公式，而是深入探讨了为什么需要特定的压力角，如果压力角稍有偏离会引发哪些实际的疲劳问题。这种深入骨髓的探究精神，使得内容不再是孤立的知识点，而是一个相互关联的有机系统。书中大量的工程案例分析，虽然简短，但信息密度极高，每一个案例都像是一个小型教学模型，展示了理论知识是如何在现实的工况中被考验和修正的。对于我这种习惯了项目驱动学习的人来说，这种理论与实践紧密结合的叙述方式，极大地提升了学习效率和知识的留存度。

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作为一名从事结构设计工作多年的老手，我阅读专业书籍的习惯非常挑剔，往往对那些只停留在表面概念的“速成宝典”嗤之以鼻。然而，这本《机械基础》却成功地在我心中占据了一席之地。它的深度是令人敬佩的，尤其是在处理振动与动态稳定性方面的内容时，展现出了一种近乎严苛的学术态度。作者似乎并不满足于传统的线性模型分析，而是引入了一些关于非线性效应和阻尼特性的讨论，这对于处理高精度设备或复杂机械系统至关重要。书中的插图质量是顶级的，它们不是简单地用来填充空白的，而是扮演了理论解释的第二语言。我注意到，即便是最复杂的运动分析图，其坐标轴的标记、受力箭头的方向都清晰明确，几乎不需要额外的文字说明就能理解其物理含义。这种对细节的极致追求，体现了作者对读者智力尊重的态度——你不需要被过度保护，只需要提供最精确的工具，剩下的逻辑推演就交给你自己去完成。读完特定章节后，我感觉自己像是刚刚经历了一次高强度的思维训练，精神上的满足感是无可替代的。

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我向来对那些故作高深的学术著作感到厌烦，它们堆砌着生僻的术语，仿佛在刻意筑起一堵知识的高墙。因此，当我听说身边的一些初级工程师推荐这本《机械基础》时，我抱着怀疑的态度。然而，这本书的叙事风格非常“人性化”，它采取了一种类似导师引导的口吻，让你感觉自己不是在被动接受知识，而是在进行一场平等的对话。例如，在介绍静力平衡原理时，它用了整整一节的篇幅来讨论“测量误差的引入与校正”，这在许多同类书籍中是被忽略的“次要问题”。作者显然深知，在实际工程中，理想条件永远不存在，而如何处理那些微小但关键的偏差，才是区分普通工程师和优秀工程师的分水岭。这种对工程实践中“灰色地带”的关注，让这本书的实用价值倍增。它教会我的不仅是公式如何应用，更是如何像一个真正的工程师那样思考——带着对不确定性的敬畏和对精确的执着。

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