Ion Traps pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Ghosh, Pradip K.

出品人:

页数:336

译者:

出版时间:1996-1

价格:$ 158.20

装帧:

isbn号码:9780198539957

丛书系列:

图书标签:

• 离子阱
• 质谱
• 原子物理
• 分子物理
• 等离子体物理
• 冷原子
• 量子信息
• 基础物理
• 实验物理
• 分析仪器

《声波之舞：物质的共振与操控》 书籍简介 本书深入探讨了物质世界中至关重要的一个物理现象——声波的产生、传播及其对物质的精妙操控。不同于聚焦于高能物理或微观粒子的传统著作，本书将视角投向了宏观与介观尺度上，声波作为一种机械波，如何以其独特的弹性、频率和振幅，成为一把解锁新材料特性、优化工业流程乃至革新医疗诊断工具的钥匙。 全书分为五大部分，层层递进，从基础原理到前沿应用，构建了一幅立体而详尽的声学世界图景。 第一部分：基础声学与介质响应 本部分奠定了理解声波行为的物理学基础。我们从连续介质力学和弹性理论出发，详细阐述了声波在不同介质（气体、液体、固体）中的传播机制。重点分析了声速的决定因素，特别是温度、密度和材料的刚度如何共同作用于波速的确定。 我们深入讨论了波的特征，包括波长、频率、波数以及声压与粒子位移之间的关系。通过引入声阻抗的概念，清晰地解释了声能在界面处的反射、折射与透射现象，这对于理解超声波在生物组织或复合材料中的行为至关重要。此外，本章也探讨了非线性声学效应的初步概念，如谐波产生和自聚焦现象，为后续章节中复杂波形操控的讨论埋下伏笔。 第二部分：声场调控与能量聚焦 本部分的核心在于如何精确地控制声场的空间分布和时间演化。我们详细介绍了各种声源的原理与设计，从经典的亥姆霍兹共振器到复杂的相控阵列。相控阵列技术是现代声学操控的核心，书中不仅详述了其电子延时与相位调节的数学模型，还展示了如何利用算法实时调整声束的焦点位置和形状，实现无接触的力学作用。 特别值得关注的是“声涡旋”和“聚焦光束”的产生技术。通过特定的换能器阵列设计或材料结构，可以产生携带轨道角动量（OAM）的声波。这些声涡旋在微粒捕获和声流体动力学中展现出无与伦比的优势。我们结合有限元分析（FEA）的实例，直观地展示了声压场是如何被塑造成特定几何形状，从而实现对微小颗粒的“镊子”效应。 第三部分：材料的声学特性与无损评估 声波是探查材料内部结构和性能的“眼睛”。本部分重点阐述了如何利用声波在材料内部的传播行为来推断材料的宏观和微观属性。 我们系统回顾了超声波在无损检测（NDT）中的经典应用，如脉冲回波法、声发射技术和超声波衍射时差法（TOFD）。书中对各向异性材料，如晶体结构材料和纤维增强复合材料，声波传播的复杂性进行了深入剖析，解释了如何通过分析横波和纵波的速度变化及衰减特性，来识别材料内部的缺陷（裂纹、孔隙、分层）。 此外，本章还引入了先进的声学成像技术。除了传统的B型和M型超声成像，我们还详细介绍了利用散斑干涉和相关技术实现超高分辨率的声学显微镜（SAM），该技术能够揭示纳米尺度上的材料刚度变化。 第四部分：声流体动力学与声化学 声波不仅仅是传递能量，它还能在流体中诱导出复杂的运动和显著的化学效应。本部分聚焦于声波与流体的相互作用。 深入讨论了空化现象——这是高强度声波在液体中产生和溃灭气泡的过程。我们分析了单泡溃灭的动力学过程，揭示了其内部瞬间产生的极端高压和高温，以及由此产生的冲击波和微射流。这些微观事件是声化学反应（如声致发光）和高效混合、乳化的物理基础。 在宏观层面，本书探讨了“声流”（Acoustophoresis），即声波在流体中产生的稳定流场，也称为里茨曼流。利用精确调控的驻波场，可以实现对悬浮颗粒的精确分离和分级，这在生物医学领域，如血液细胞分离和活体组织解剖中具有突破性的应用潜力。 第五部分：生物医学应用与前沿交叉研究 最后一部分将声波的操控能力引向了生命科学和新兴技术领域。 在生物医学方面，我们详细考察了聚焦超声（HIFU）技术在无创肿瘤消融中的应用，重点分析了如何通过波束成形技术克服颅骨衰减，实现对深部脑组织的靶向治疗。同时，我们也探讨了声致孔（Sonoporation）技术，即利用超声波暂时性地增加细胞膜的通透性，以提高药物或基因导入的效率。 在材料科学领域，我们介绍了“声学超材料”的概念。通过设计具有周期性结构或特殊几何形状的材料，可以实现对声波的负折射、完美吸收或隐身效果。这为开发新型隔音材料、高效换能器以及对复杂波形进行调制提供了全新的设计思路。 总结 《声波之舞：物质的共振与操控》力求为读者提供一个全面、深入且具有前瞻性的声学知识体系。本书不仅是声学研究人员和工程师的必备参考，也对物理学、材料科学、生物工程及医学影像领域的探索者具有极高的参考价值，展现了声波作为一种通用、强大且日益精密的物理工具，在现代科技中所扮演的关键角色。

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