Light Scattering by Nonspherical Particles pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026
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- Light Scattering, Nonspherical Particles, Optical Properties, Particle Physics, Electromagnetic Theory, Radiation Transfer, Atmospheric Science, Remote Sensing, Computational Optics, Geophysical Optics
具体描述
There is hardly a field of science or engineering that does not have some interest in light scattering by small particles. For example, this subject is important to climatology because the energy budget for the Earth's atmosphere is strongly affected by scattering of solar radiation by cloud and aerosol particles, and the whole discipline of remote sensing relies largely on analyzing the parameters of radiation scattered by aerosols, clouds, and precipitation. The scattering of light by spherical particles can be easily computed using the conventional Mie theory. However, most small solid particles encountered in natural and laboratory conditions have nonspherical shapes. Examples are soot and mineral aerosols, cirrus cloud particles, snow and frost crystals, ocean hydrosols, interplanetary and cometary dust grains, and microorganisms. It is now well known that scattering properties of nonspherical particles can differ dramatically from those of 'equivalent' (e.g., equal-volume or equal-surface-area) spheres. Therefore, the ability to accurately compute or measure light scattering by nonspherical particles in order to clearly understand the effects of particle nonsphericity on light scattering is very important. The rapid improvement of computers and experimental techniques over the past 20 years and the development of efficient numerical approaches have resulted in major advances in this field which have not been systematically summarized. Because of the universal importance of electromagnetic scattering by nonspherical particles, papers on different aspects of this subject are scattered over dozens of diverse research and engineering journals. Often experts in one discipline (e.g., biology) are unaware of potentially useful results obtained in another discipline (e.g., antennas and propagation). This leads to an inefficient use of the accumulated knowledge and unnecessary redundancy in research activities. This book offers the first systematic and unified discussion of light scattering by nonspherical particles and its practical applications and represents the state-of-the-art of this important research field. Individual chapters are written by leading experts in respective areas and cover three major disciplines: theoretical and numerical techniques, laboratory measurements, and practical applications. An overview chapter provides a concise general introduction to the subject of nonspherical scattering and should be especially useful to beginners and those interested in fast practical applications. The audience for this book will include graduate students, scientists, and engineers working on specific aspects of electromagnetic scattering by small particles and its applications in remote sensing, geophysics, astrophysics, biomedical optics, and optical engineering. This book includes a survey of all the relevant literature scattered over dozens of basic and applied research journals. Consistent use of unified definitions and notation makes the book a coherent volume. An overview chapter provides a concise general introduction to the subject of light scattering by nonspherical particles. Theoretical chapters describe specific easy-to-use computer codes publicly available on the World Wide Web. It is extensively illustrated with over 200 figures, 4 in color.
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用户评价
《Light Scattering by Nonspherical Particles》这本书，如同一本详尽的光学探险地图，引领我深入了解光与物质之间那精密而又迷人的交互。在阅读之前，我对光散射的认知，很大程度上停留在球形粒子的理想化框架内，而这本书则彻底打破了这一局限，将我引入了由各种非球形粒子构成的复杂光学世界。作者在书中对具有特定几何形状（如棱柱体、圆锥体、甚至是不规则形状）的粒子，在不同波长、不同极化状态的光照下的散射行为，都进行了极其详尽和精确的阐述。我非常欣赏书中关于如何精确计算非球形粒子散射截面、远场散射模式以及偏振特性的方法论。书中对各种数值计算方法的深入剖析，例如离散偶极近似（DDA）和T-矩阵方法，让我得以窥见如何将抽象的散射理论转化为实际可行的计算方案。我印象特别深刻的是书中关于如何处理粒子的取向不规则性所带来的影响的讨论，作者通过引入“角度平均”等概念，使得复杂的分析得以简化，并得到了具有普遍意义的结果。书中还穿插了大量真实世界的案例分析，从大气中的尘埃粒子到生物体内的微观结构，都展现了非球形粒子散射理论在解决实际问题中的强大能力。这本书不仅提升了我理论知识的深度，更重要的是，它为我提供了一套解决实际光学问题的强大工具箱。
评分这本书，《Light Scattering by Nonspherical Particles》，对我来说，是一次关于光与物质世界深层次对话的体验。在此之前，我对光散射的理解，总感觉隔着一层“球形”的滤镜，不够真实。而这本书，毫不犹豫地将我带入了更为广阔和复杂的非球形粒子散射领域。作者在书中对各种几何形貌的粒子，如细长杆状、扁平盘状、乃至更加不规则的形态，在不同波长、不同极化状态的光照下产生的散射行为，都进行了极为细致和深入的分析。我尤其欣赏书中关于如何精确计算非球形粒子散射截面、远场散射模式以及偏振特性的方法论。作者通过介绍并比较了诸如夫琅禾费衍射、米氏散射以及更具普适性的数值方法（如离散偶极近似、T-矩阵方法）的优劣和适用范围，为我提供了一个清晰的理论导航。我清晰地记得书中关于长条形粒子如何在特定条件下产生近似夫琅禾费衍射，以及其衍射图案会随着长径比的变化而发生显著改变的论述。这些细节的呈现，让我对“形状”这一物理量在光散射现象中的关键作用有了更加直观和深刻的认识。这本书不仅丰富了我的理论知识，更重要的是，它激发了我用更严谨、更具创造性的方式去探索和理解光学世界的决心。
评分当我拿起《Light Scattering by Nonspherical Particles》这本书时，我期待的是一本能够填补我在光学散射领域知识空白的著作，而这本书完全超出了我的预期。作者在书中并没有回避非球形粒子散射的固有复杂性，反而以一种引人入胜的方式，将我带入了对各种奇特形状粒子光学行为的探索之中。我被书中对棱柱形、圆盘形、甚至是不规则形状的粒子在不同光照条件下的散射光场分布的详细描述所吸引。作者在书中非常巧妙地运用了诸如“模态展开法”、“几何光学近似”等多种理论手段，来分析这些粒子的散射特性。我特别对书中关于如何处理粒子取向不规则性所带来的影响的讨论印象深刻，作者通过引入“平均散射截面”和“取向平均强度”等概念，使得原本复杂的分析得以简化，并得到了具有普遍意义的结果。书中还穿插了许多真实世界的案例，比如大气中的冰晶粒子、生物细胞中的微观结构等，将抽象的理论与实际应用紧密联系起来。这种理论与实践的结合，不仅增强了我学习的兴趣，更让我看到了非球形粒子散射理论在解决实际问题中的巨大潜力，例如在气候模拟、材料设计以及生物成像等领域。
评分这本《Light Scattering by Nonspherical Particles》简直是一部通往全新光学世界的钥匙。我原本对光散射理论的理解仅限于那些教科书上经典的球形粒子模型，感觉虽然严谨，但总有些脱离实际的“理想化”味道。当我翻开这本书时，首先吸引我的是其严谨却又不失清晰的逻辑组织。作者并没有直接抛出复杂的数学推导，而是循序渐进地从宏观的散射现象入手，逐步深入到微观粒子结构的细节，以及这些细节如何影响光与物质的相互作用。我尤其喜欢其中对不同几何形状的非球形粒子，如圆柱体、椭球体、长方体甚至更复杂的形态，在不同波长、不同偏振光照射下产生的散射行为的详细阐述。书中的图示和数值模拟结果栩栩如生，让我能够直观地感受到那些抽象的数学公式背后所蕴含的物理意义。例如，在讨论圆柱形粒子时，书中对不同长径比的粒子如何产生不同的米氏散射和夫琅禾费散射区域的区分，以及其衍射峰和干涉条纹的形成机制，都进行了非常深入的剖析。我还学到了如何根据粒子的尺寸与波长的相对关系，来选择最合适的理论模型进行计算，这对于实际应用来说至关重要。这本书不仅仅是理论的堆砌，它更像是一本实践指南，让我明白在真实世界中，我们遇到的各种形状不规则的粒子，其光学特性是如何被精确描述和预测的。我甚至开始思考，在遥感、材料科学、生物光学等领域，这项技术能够带来的颠覆性变革。
评分我必须承认，一开始我对这本书的标题《Light Scattering by Nonspherical Particles》抱有一些敬畏，甚至有些犹豫，因为“非球形粒子”这个概念本身就充满了复杂性和计算上的挑战。然而，当我真正沉浸其中后，这种顾虑烟消云散，取而代之的是一种深深的吸引力。作者在开篇就非常精辟地阐述了为何研究非球形粒子的散射如此重要，以及在自然界和工程应用中，球形粒子模型往往不足以捕捉到真实的光散射行为。随后，书中引入了诸如离散偶极近似（DDA）、T-矩阵方法、边界元法等一系列强大的数值计算方法，并对这些方法的原理、优缺点以及适用范围进行了详细的比较和论述。我印象最深刻的是关于T-矩阵方法的部分，作者通过一系列精心设计的例子，展示了如何将复杂的粒子几何形状离散化，然后通过求解一系列耦合方程来获得精确的散射解。这些方法的可操作性极强，配以大量的伪代码和结果展示，让我这个并非数值计算专家的读者也能领略到其中的精髓。更重要的是，书中还探讨了如何将这些数值方法与实验测量相结合，通过对比理论预测和实验数据来验证模型的准确性，并进一步优化散射计算的参数。这种理论与实践的无缝对接，让我对光学散射的研究有了全新的认识，也激发了我尝试将这些方法应用于我自己的研究课题的强烈愿望。
评分《Light Scattering by Nonspherical Particles》这本书，如同打开了一个全新的科学窗口，让我得以窥见光与物质互动中那些更为真实、也更为复杂的场景。我一直对物理光学中那些精密的数学模型非常着迷，而这本书在这方面做得尤为出色。作者并非简单地介绍“非球形”这个概念，而是系统性地梳理了描述这类粒子散射的各种理论工具，从经典的米氏理论的推广，到现代的数值计算方法，如边界积分方程法、离散偶极子近似等，都进行了深入浅出的讲解。我特别喜欢书中对T-矩阵方法在大尺寸、任意形貌粒子散射计算中的应用分析，作者通过大量的图示和数据，清晰地展示了不同参数对散射结果的影响，并且详细讨论了计算精度与计算效率之间的权衡。这种对计算细节的关注，对于我理解和应用这些方法至关重要。书中还涉及了粒子形状与散射颜色的关系，以及如何通过分析散射光谱来反推粒子的形貌和成分，这对我理解遥感和光谱分析等领域非常有启发。这本书的高明之处在于，它既有足够的理论深度，又不乏实践指导意义，让我感觉仿佛获得了一把解锁复杂光学现象的钥匙。
评分在接触《Light Scattering by Nonspherical Particles》之前，我对光与物质的相互作用的理解，很大程度上局限于理想化的模型和简单的散射理论。然而，这本书彻底改变了我的认知范式。作者在书中非常细腻地描绘了非球形粒子，无论是规则的几何体还是不规则的微纳结构，其散射光场的复杂性和多样性。我特别欣赏书中对不同形貌的粒子，如针状、盘状、片状以及更具挑战性的随机取向的粗糙表面粒子，是如何在特定波段的光照下产生独特的光学信号的。例如，在探讨薄片状粒子时，书中详细阐述了其在不同角度下的衍射特性，以及如何通过分析其散射光谱来推断其厚度、尺寸和表面形貌。这种对细节的极致关注，以及作者对各种数学工具的娴熟运用，使得书中即使是最复杂的理论推导，也显得条理清晰、逻辑严谨。我惊叹于作者如何将各种复杂的数学方程，如积分方程、微分方程以及它们在数值计算中的实现方式，以一种易于理解的方式呈现出来。书中还穿插了大量的案例研究，从大气中的尘埃粒子到生物细胞内的微观结构，都展示了非球形粒子散射理论在实际问题解决中的巨大潜力。这本书不仅提升了我理论知识的深度，更重要的是，它为我提供了一套解决实际光学问题的强大工具箱。
评分《Light Scattering by Nonspherical Particles》这本书为我打开了一个充满挑战却又极富吸引力的研究领域。在我看来，这本书最大的价值在于它系统地阐述了如何将抽象的散射理论与现实世界中形形色色的非球形粒子联系起来。书中不仅仅是罗列了各种数学模型，而是深入探讨了这些模型背后的物理原理，以及它们在不同应用场景下的适用性。我特别喜欢书中对不同数值模拟方法的深度剖析，例如，作者花了大量篇幅解释了如何利用离散偶极近似（DDA）来模拟复杂形状粒子的散射特性，以及在进行DDA计算时需要注意的网格大小、偶极子数量等关键参数的选择。这种实践性的指导，让我能够更自信地去尝试使用这些工具。此外，书中对于粒子取向、粒子聚集体以及多分散性对整体散射特性的影响也进行了详尽的讨论，这些都是在真实环境中不可忽视的重要因素。我甚至可以想象，通过这本书中介绍的方法，我们可以设计出具有特定光学响应的材料，或者更准确地识别和分析遥感图像中的目标。总而言之，这本书不仅仅是一本学术著作，更像是一位经验丰富的导师，引导我深入探索非球形粒子散射的奥秘，并为我提供了解决实际问题的有效途径。
评分这本书，《Light Scattering by Nonspherical Particles》，对我而言，是一次关于光与物质交互的深刻启迪。我过去对光散射的理解，很大程度上局限于球形对称性带来的简化，而这本书则毫不犹豫地将我带入了更加真实、也更加复杂的非球形世界。作者在书中对不同几何形状，比如棱柱体、圆锥体、甚至是随机形状的粒子，在不同波长、不同极化状态的光照下产生的散射行为，都进行了极其详尽和精密的分析。我尤其惊叹于书中关于如何精确计算非球形粒子散射截面、远场散射模式以及偏振特性的方法论。作者通过引入诸如“角度平均”、“定向平均”等概念，来处理随机取向粒子的散射问题，这对我来说是全新的视角。我清晰地记得书中关于长条形粒子如何在特定条件下产生近似夫琅禾费衍射，以及其衍射图案会随着长径比的变化而发生显著改变的论述。这些细节的呈现，让我对“形状”这一物理量在光散射现象中的关键作用有了更加直观和深刻的认识。这本书不仅仅是理论的罗列，更是科学探究精神的体现，它鼓励我去思考，去计算，去理解那些隐藏在复杂形貌背后的物理规律。
评分《Light Scattering by Nonspherical Particles》这本书，对我而言，是一次关于光与物质相互作用的深度探索之旅。我之前对光散射的理解，很大程度上局限于理想化的球形模型，而这本书则将我带入了更为真实和复杂的世界。作者在书中非常系统地阐述了描述非球形粒子散射的各种理论和计算方法。我印象最深刻的是书中对T-矩阵方法在处理复杂几何形状粒子时的强大能力，以及作者在如何精确构建和求解T-矩阵方程方面提供的详细指导。书中不仅仅是理论的堆砌，更重要的是，作者通过大量精美的图示和严谨的数值结果，直观地展示了不同形状、不同取向的粒子产生的散射现象。例如，书中关于长径比对圆柱形粒子散射特性的影响，以及如何通过分析其远场散射模式来推断其形状参数的讨论，都令我茅塞顿开。此外，书中还探讨了粒子表面粗糙度、多分散性以及粒子间相互作用等因素对整体散射行为的影响，这些都是在真实环境中不可忽视的重要因素。这本书为我提供了一个强大的理论框架和一套实用的计算工具，让我能够更深入地理解和模拟真实世界中的光学现象。
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