Multiphoton Spectroscopy of Molecules (Optics and Photonics Series) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Academic Pr

作者:S. H. Lin

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1984-05

价格:USD 89.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780124505209

丛书系列:

图书标签:

• Multiphoton spectroscopy
• Molecular spectroscopy
• Nonlinear optics
• Ultrafast spectroscopy
• Optical physics
• Photonics
• Molecular physics
• Chemical physics
• Spectroscopy
• Quantum optics

“激发之光：探索分子世界的奥秘” 想象一下，我们手中握着的，不仅仅是泛黄的书页，更是通往微观世界的钥匙。这把钥匙，名为“激发之光”，它将带领我们深入分子的核心，揭示那些肉眼无法触及的动态与结构。这本书，正是这样一扇窗，透过它，我们可以以一种前所未有的方式“看见”分子，理解它们如何与光共舞，如何传递能量，以及这些过程如何塑造我们周围的一切。 我们生活在一个由分子构成的宇宙中。从我们呼吸的空气，到我们品尝的食物，再到我们赖以生存的生命本身，无一不充斥着各种形态各异的分子。它们沉默地执行着各自的职责，构筑起我们世界的基石。然而，这些微小的实体，它们究竟是如何运作的？它们如何吸收光、发射光？它们内部的电子和原子又在经历怎样的振动与转动？这些问题的答案，隐藏在分子与光的深刻互动之中。 “激发之光”并非一本简单的科普读物，它是一次严谨的科学探索之旅。本书的核心，在于“多光子光谱学”这一强大的工具。与我们更为熟悉的一次吸收或发射光子的过程不同，多光子光谱学探究的是分子在同时吸收或发射两个或更多光子时所发生的现象。这一过程，虽然在单次事件中发生的概率较低，但其蕴含的信息量却是惊人的。它能够突破传统单光子光谱学的限制，揭示更多关于分子能级结构、动力学过程、甚至分子间相互作用的细节。 本书的结构设计，循序渐进，旨在为读者构建一个坚实的理论基础，并逐步深入到实际应用。 第一部分：基础理论与光学的殿堂 旅程的开端，我们将一同回顾并巩固一些基础的物理学和光学原理。理解多光子过程，首先需要对光的本质有深刻的认识。我们将探讨电磁波的性质，光的量子特性，以及光与物质相互作用的基本规律。这里，我们不会止步于表面的描述，而是会深入到描述这些现象所依赖的数学框架，例如麦克斯韦方程组和量子力学的基本概念。 紧接着，我们将聚焦于“光谱学”这一核心概念。光谱学，顾名思义，是研究物质在不同波长或频率的光照射下产生的吸收、发射或散射现象的科学。它就像是一种“分子指纹”技术，通过分析物质的光谱，我们可以判断其组成、结构以及物理化学状态。本书将详细介绍不同种类的光谱技术，并为读者梳理它们之间的联系与区别。 然后，我们将正式引入“多光子过程”的概念。这将是本书最核心的理论基石之一。我们将详细阐述为什么需要多光子过程，它相比单光子过程的优势何在。这里，我们将引入量子场论的初步概念，以及微扰理论等工具，来量化和理解多光子跃迁的概率。我们将深入探讨“同相”与“异相”多光子过程的区别，以及它们各自能够提供的信息。 第二部分：多光子光谱学的技法与奥秘 在打下坚实的基础之后，本书将正式步入多光子光谱学的具体技法。我们将详细介绍几种主流的多光子光谱技术，并深入解析其工作原理、实验装置以及数据解读方法。 非线性光学现象的魅力： 多光子过程本质上是一种非线性光学现象。我们将深入讲解非线性光学的基础，包括二次谐波产生（SHG）、三次谐波产生（THG）等现象，以及它们如何为多光子光谱学提供探测手段。 高次谐波产生（HHG）： 这一技术是探索超快动力学和高能量光子产生的关键。我们将深入剖析HHG的机制，它如何利用强激光脉冲从原子或分子中产生高次谐波，以及这些谐波在研究电子动力学方面的巨大潜力。 多光子激发荧光（MPFE）： 这种技术利用分子同时吸收两个或更多光子而被激发到高能级，并随后发射荧光的现象。与单光子激发荧光相比，MPFE具有更高的空间分辨率和穿透深度，尤其适用于生物组织成像。我们将详细介绍其工作原理、相机选择、信号采集以及数据处理。 多光子吸收光谱（MAPS）： MAPS通过探测分子对特定波长光子的吸收概率来研究其能级结构。我们将探讨如何通过扫描激光波长或改变光子能量来实现对分子吸收谱的精确测量，并分析这些谱线所携带的结构信息。 拉曼散射与反斯托克斯拉曼散射（SRS）： 虽然拉曼散射通常被认为是单光子过程，但在某些高强度激光条件下，也会发生多光子相关的非线性拉曼过程。我们将探讨拉曼散射在分子结构分析中的应用，以及如何利用其进行非弹性光散射的测量。 相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）： CARS是一种利用三束激光（两束泵浦光和一束斯托克斯光）激发分子振动，并产生相干反斯托克斯光的技术。它具有高信号强度、宽扫描范围和优异的空间分辨率，广泛应用于化学分析和生物成像。我们将深入解析CARS的物理过程和实验技术。 第三部分：应用前景与前沿探索 理论与技术的掌握，最终是为了解决实际问题。“激发之光”的第三部分，将带领读者领略多光子光谱学在各个领域的蓬勃发展和令人振奋的应用前景。 材料科学的精密调控： 在材料科学领域，多光子光谱学能够帮助我们深入理解材料的电子结构、缺陷分布、相变过程以及光电性质。例如，它可以用于精确测量半导体材料的带隙，研究纳米材料的光学响应，以及监测聚合物材料的聚合过程。 生命科学的深度洞察： 生命的奥秘，很大程度上隐藏在分子的尺度。多光子光谱学在生命科学中的应用尤为广泛。本书将重点介绍其在生物成像、药物递送、疾病诊断和分子生物学研究中的应用。例如，多光子荧光显微镜能够实现活体细胞和组织的超高分辨率成像，无损地观察细胞内的动态过程；它还可以用于检测和定量生物分子，甚至追踪药物在体内的分布和作用。 化学反应的瞬时捕获： 化学反应，尤其是那些发生在飞秒和皮秒时间尺度上的瞬态过程，是理解化学键断裂与形成、能量传递和催化机制的关键。多光子光谱学能够以极高的时空分辨率“冻结”这些快速反应，为我们提供详细的反应机理信息。 量子信息与精密测量： 在量子信息科学领域，多光子过程是实现量子纠缠、量子计算和量子通信的基础。本书将探讨多光子光谱学在量子态制备、量子测量和量子传感方面的潜在应用。 天体物理学的遥远回响： 即使在浩瀚的宇宙中，多光子过程也扮演着重要角色。我们将简要探讨多光子过程在星际介质、行星大气和恒星形成区域中的作用，以及它们如何帮助我们理解宇宙的化学组成和演化。 结语：点亮未来的研究之路 “激发之光”不仅是一本书，更是一个邀请。它邀请您一同踏上探索分子世界的奇妙旅程，用光的语言与分子对话，揭示隐藏在物质深处的奥秘。本书所涵盖的知识，不仅能为物理、化学、生物、材料等领域的科研人员提供重要的理论指导和技术支持，也能激发对科学充满好奇心的学生和研究者的灵感。 掌握多光子光谱学，就如同获得了一双能够洞察万物本质的“慧眼”。通过这本书，您将能够理解如何设计和实施前沿的实验，如何解读复杂的光谱数据，以及如何将这些强大的技术应用于解决现实世界中的重大科学问题。 无论您是正在进行相关领域研究的学者，还是渴望深入了解现代科学前沿的探索者，“激发之光”都将是您宝贵的伙伴。它将点燃您对科学探索的热情，指引您在分子世界的深邃海洋中，找到属于您的那片闪耀的星辰。让我们一同，用激发之光，照亮通往未知世界的道路。

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