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出版者:

作者:Mosby

出品人:

页数:16

译者:

出版时间:2008-3

价格:$ 59.83

装帧:

isbn号码:9780323053495

丛书系列:

图书标签:

• 放射物理学
• 医学物理
• 放射学
• X射线
• CT
• MRI
• 核医学
• 辐射剂量学
• 图像处理
• 物理学

现代材料科学基础：从原子结构到宏观性能 本书聚焦于材料科学的基石，深入探讨了构成我们日常及尖端技术的物质世界的内在规律。全书结构严谨，内容涵盖了从微观的原子排列到宏观材料性能的完整链条，旨在为读者构建一个全面、系统的材料科学知识框架。 --- 第一部分：晶体结构与缺陷的几何学 本部分是理解所有固体材料行为的起点。我们首先从最基本的晶体学概念入手，详细解析了晶格、晶胞、晶面指数（密勒指数）的确定及其在描述晶体取向中的重要性。 第一章：晶体结构基础 基本概念的建立： 阐述了晶体的周期性、点阵与基矢的关系。 常见晶体结构的深度剖析： 详尽分析了体心立方（BCC）、面心立方（FCC）、密堆积六方（HCP）结构的几何特征、配位数、原子堆积因子（APF）的计算，并辅以三维空间模型进行直观展示。特别讨论了晶体结构的稳定性与能带结构的基础关联。 非晶态与准晶体导论： 对比描述了长程有序的晶体与短程有序的非晶态固体（如玻璃）在结构上的差异及其对力学性能的影响。引入了准晶体的概念及其独特的对称性。 第二章：晶体缺陷理论 材料的性能往往由其内部的缺陷所决定，而非完美结构。本章系统梳理了各类晶体缺陷及其对材料行为的调控作用。 点缺陷分析： 重点讲解了空位、间隙原子、取代原子和施特克（Schottky）与弗伦克尔（Frenkel）缺陷的形成热力学，以及缺陷浓度随温度的变化规律（使用阿累尼乌斯方程进行量化描述）。讨论了这些缺陷在扩散过程中的核心作用。 线缺陷（位错）动力学： 深入研究了边缘位错和螺型位错的 Burgers 矢量，阐明了位错的几何构型和应力场。详细分析了位错的运动机制——滑移和攀移，这是塑性变形和加工硬化的微观基础。引入了位错源的概念。 面缺陷与体缺陷： 探讨了晶界（包括小角度与大角度晶界）的结构模型（如位错墙模型），及其对腐蚀、晶粒尺寸效应和电学性能的影响。同时，讨论了孪晶界、堆垛层错等更复杂的面缺陷，以及孔洞、第二相粒子等体缺陷的形成与影响。 --- 第二部分：材料的热力学与动力学 本部分将视角从结构扩展到物质随时间与能量变化的宏观规律，重点阐述材料相变与传输现象的驱动力。 第三章：材料热力学导论 相平衡与化学势： 从吉布斯自由能出发，建立相图（如二元合金相图）的绘制原则。深入探讨了组分、温度、压力对多相平衡的影响，详细解析了杠杆定律在相区中的应用。 固溶体与相变： 考察了固溶体的形成条件（Hume-Rothery规则），以及扩散控制的相变，如共析转变、共晶转变的动力学过程。讨论了形核与长大理论（经典成核理论）。 第四章：原子扩散原理 原子扩散是材料加工、老化和性能退化的关键过程。本章致力于量化这一过程。 扩散机制的微观模型： 详细区分了固态扩散中的间隙机制与空位机制，并定量分析了扩散系数（D）的温度依赖性。 宏观扩散定律： 系统阐述了 Fick 第一定律和第二定律的数学形式及其在稳态和非稳态扩散问题中的应用，例如对渗碳、脱碳过程的模拟。 非均匀扩散与电/力场耦合： 探讨了在电场、应力场（如蠕变）影响下，扩散速率的变化，为理解材料在复杂环境下的行为提供工具。 --- 第三部分：工程材料的机械性能与本构关系 本部分将结构与热力学知识应用于预测和解释材料在受力状态下的宏观响应，是连接基础科学与工程应用的核心桥梁。 第五章：弹性、粘性与粘弹性行为 弹性理论基础： 阐述了胡克定律在三维应力状态下的广义形式（应力-应变张量），重点讲解了杨氏模量、剪切模量和泊松比之间的关系，以及各向异性材料的弹性分析。 粘弹性理论： 引入时间依赖性，详细分析了蠕变、应力松弛现象，并使用标准粘弹性模型（如 Maxwell 模型、Kelvin-Voigt 模型）来描述聚合物和高分子材料的动态力学行为。 第六章：塑性变形与断裂力学 屈服与加工硬化： 深入探讨了材料的流动应力、屈服准则（如 Tresca 和 Von Mises 准则）。分析了位错源的激活、位错缠结导致的加工硬化机制，并介绍了应变率敏感性。 断裂基础： 基于 Griffith 能量平衡原理，推导出脆性断裂的判据。详细阐述了应力强度因子（K）在描述裂尖局部应力场中的作用，并引入了对韧性材料至关重要的塑性区修正和 J 积分概念。 疲劳与蠕变： 分析了低周疲劳和高周疲劳的 S-N 曲线（Basquin 关系）和 E-N 曲线（Coffin-Manson 关系）。讨论了高/低温下的蠕变本构关系（如 Norton 幂律），以及疲劳裂纹的萌生、扩展和最终断裂过程。 --- 第四部分：功能材料的电学、磁学与光学性质 本部分转向材料的非结构导向特性，解析了电子、磁矩和光子与材料的相互作用。 第七章：电学与半导体物理 电导率的微观根源： 基于能带理论，区分导体、绝缘体和半导体的区别，明确了费米能级的位置。 半导体物理核心： 详细分析了本征半导体与杂质半导体的载流子浓度、迁移率。深入探讨了 N 型和 P 型掺杂的机理，以及 PN 结的形成、势垒区和二极管的伏安特性。 介电性能： 解释了极化机制（电子、离子、取向极化），并建立了介电常数与电场响应的关系，讨论了铁电体的特性。 第八章：磁性材料与光学响应 磁性分类与起源： 阐述了抗磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性的微观区别，并从朗之万理论和量子力学的角度解释了磁畴和磁各向异性的来源。讨论了软磁和硬磁材料的应用。 光与物质的相互作用： 分析了光的吸收、透射和反射的机制。重点讨论了半导体中的光致发光（荧光与磷光）与光电效应，为光电子器件的设计提供理论基础。 --- 本书的特色在于其贯穿始终的跨尺度分析方法。从原子尺度的缺陷排列到宏观的力学响应，读者将被引导理解材料的“为什么”和“如何”，最终实现对新型工程材料的理性设计与优化。

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这本书给我的整体感觉是“沉稳而富有洞察力”。它的文字风格非常内敛和专业，没有花哨的辞藻或夸大的宣传，一切都建立在扎实的科学基础之上。阅读过程中，我感受到了一种扎实的信赖感，你知道你所学到的每一个知识点都是经过层层检验的真理。尤其让我印象深刻的是，书中对不同成像模态之间物理特性的比较分析。例如，将核磁共振的信号产生与X射线成像的光子衰减进行对比，这种跨模态的视角极大地拓宽了我对“成像”这一行为的理解。它不再是孤立地看待某一种技术，而是将它们置于一个统一的物理学框架下进行审视。这种系统性的比较分析，有效地帮助我梳理了不同技术的优势和局限，避免了知识的碎片化。这本书的排版和结构设计也体现了其专业性，注释详尽，参考文献权威，每一次的引用都精准地指向了科学证据。对于一个将专业知识的准确性置于首位的读者而言，《Radiologic Physics》无疑是教科书中的典范，它不仅传授知识，更是在塑造一种严谨的、以物理为根基的临床思维模式。

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这本《Radiologic Physics》的阅读体验简直是一场智力探险，我得承认，一开始我对这个领域的复杂性感到有些畏惧，毕竟物理学和医学影像结合起来，听起来就足够让人头疼了。然而，这本书的叙述方式出乎意料地平易近人。作者似乎深谙如何将那些抽象的物理概念，比如X射线的产生机制、剂量学原理，用非常直观的方式呈现在读者面前。书中丰富的插图和图表简直是点睛之笔，它们不仅仅是装饰，更是帮助理解核心概念的有效工具。比如，在讲解衰减曲线时，那些精心设计的示意图让我立刻就能把握住光子如何与物质发生相互作用，而不是仅仅停留在公式的泥潭里。更让我欣赏的是，它没有仅仅停留在理论层面，而是紧密地结合了临床应用。读到关于图像质量控制的部分，我感觉自己仿佛站在了设备旁边，亲手操作着调高kVp或mAs的旋钮，理解了每一个参数变化对最终诊断图像的影响。这种理论与实践的无缝衔接，极大地提升了学习的趣味性和实用性。对于任何一个希望深入了解医学成像原理的初学者或希望巩固基础知识的专业人士来说，这本书无疑是搭建坚实知识框架的绝佳起点，它成功地将一门看似高冷的学科，变得触手可及且充满魅力。

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如果非要用一个词来形容阅读《Radiologic Physics》的感受，那一定是“震撼”。它的深度和广度完全超出了我对一本标准教材的预期。我特别欣赏书中对于新兴技术的讨论，比如高级成像模式（如CT的多层重建算法、MRI的序列设计）背后的基础物理学原理，作者处理得毫不含糊。很多其他书籍在介绍这些前沿技术时往往会简化到只剩下一个概念性的描述，但这本书却深入到了傅里叶变换在图像重建中的实际应用，以及梯度磁场如何精确地编码空间信息。这使得读者能够真正理解，我们看到的那些令人惊叹的3D重建图像，其背后究竟依赖于哪些精妙的物理计算。此外，书中关于辐射生物学影响的讨论也极为审慎和平衡，它清晰地阐述了从微观损伤到宏观效应的剂量效应曲线，并且非常强调了“ALARA”原则在实际操作中的物理约束。这种对前沿与基础、理论与伦理的全面覆盖，让这本书的价值远超出了一个单纯的工具书范畴，它更像是一张指引未来医学物理学发展的地图。

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老实说，我是一位对细节有着近乎偏执追求的读者，通常在阅读专业书籍时，如果发现论述不够严谨或者跳跃性太大，我会立刻感到沮丧。然而，《Radiologic Physics》在这方面表现出了教科书级别的严谨性。它的逻辑链条构建得极其清晰和稳固，从最基础的原子结构讲起，逐步推进到电磁辐射的量子特性，再到复杂的探测器技术，每一步的过渡都如同精密的机械咬合，紧密无缝。我特别留意了它对误差分析和不确定性评估的处理方式。作者没有回避这些在实际工作中至关重要的“灰色地带”，而是用一种非常客观和科学的态度去剖析了测量中的固有误差来源。特别是关于辐射防护章节的论述，它不仅仅是机械地罗列法规标准，而是深入探讨了这些标准背后的物理逻辑，比如如何通过几何优化和屏蔽材料的选择来最小化不必要的剂量。这种对底层原理的透彻挖掘，使得我不仅仅学会了“怎么做”，更重要的是明白了“为什么必须这么做”。阅读这本书的过程，与其说是吸收知识，不如说是一次对科学思维的系统训练，它培养了一种审视问题的深度和精确度，这对于任何从事高精度技术领域的人来说，都是无价的财富。

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这本书的阅读体验是相当“厚重”的，但这种厚重感并非源于晦涩难懂的语言，而是源自它对知识体系的完整覆盖。我发现自己不得不放慢阅读速度，常常需要停下来回顾之前的内容，因为作者非常慷慨地提供了大量的背景知识和历史沿革。例如，当讨论到早期X射线成像的局限性时，书中会穿插介绍早期的荧光屏技术和化学成像过程，这让现代的数字成像技术显得更为来之不易和高效。这种叙事手法非常高明，它将物理原理嵌入到一个不断演进的科技史脉络中。对于像我这样，不仅想知道“是什么”，更想了解“如何发展到今天”的读者来说，这种深度背景的补充是极大的加分项。书中对各种物理现象的描述，几乎都配上了详尽的数学推导，但这些推导并非为了炫技，而是为了展示物理定律的必然性。即便是那些看似繁复的积分和微分，在上下文的引导下，也变得具有了明确的物理意义，仿佛每一个符号都在讲述一个具体的故事，而不是孤立的数学符号堆砌。这本书真的让你感到，你手中握着的不仅仅是一本教材，更是一部关于光与物质的史诗。

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