具体描述
The main idea of this book is to provide the reader with tools to solve the problem of modeling the interactions between radiation and light scatterers. The authors review contemporary scattering methods and introduce efficient versions of the fast exact methods as well as of some approximate ones. They also summarize theoretical studies of the applicability ranges of the methods, and illustrate the principal effects on optical properties on scatterer shape and structure.
好的，这是一份关于《多孔介质中光传播的理论与应用》的图书简介： --- 图书名称：《多孔介质中光传播的理论与应用》 作者： [此处可以假设作者姓名，例如：王建国，李明] 出版社： [此处可以假设出版社名称，例如：科学出版社] 出版年份： [此处可以假设年份，例如：2024年] --- 内容简介： 《多孔介质中光传播的理论与应用》一书，系统、深入地探讨了光在复杂多孔结构材料内部的传输、散射与吸收行为。本书聚焦于那些具有随机或有序孔隙结构、内部组分不均匀的介质，旨在为理解和控制光在这些介质中的行为提供坚实的理论基础和实用的工程方法。 多孔介质广泛存在于自然界和工程领域，例如生物组织、土壤、陶瓷、泡沫材料、以及许多功能性光学器件的核心结构。光在这些介质中的传播不再遵循简单的直线路径，而是受到复杂的几何结构、孔隙率、孔径分布以及内部材料的光学性质（如折射率、吸收系数）的综合影响。理解这些相互作用是开发高效光学传感器、光热治疗设备、先进光学滤光片和高性能隔热材料的关键。 本书结构严谨，内容覆盖了从基础理论推导到前沿数值模拟方法的全过程。全书共分为五大部分，循序渐进地构建起对多孔介质中光传播的认知框架。 第一部分：基础理论与背景 本部分首先回顾了麦克斯韦方程组在非均匀介质中的应用，重点介绍了介质的宏观光学参数（如有效介电常数、有效折射率）的定义和确定方法。随后，详细阐述了经典的光输运理论，包括辐射传输方程（RTE）及其在各向同性散射介质中的简化形式——扩散近似。针对多孔介质的特殊性，本书探讨了如何基于介质的微观结构参数（孔隙率、晶粒尺寸等）来推导其宏观光学特性，并引入了用于描述介质结构复杂性的数学工具，如自相关函数和功率谱密度函数。 第二部分：散射理论与模型构建 本部分深入探讨了描述光与多孔结构相互作用的散射理论。重点分析了不同尺度效应下的散射机制。当孔隙尺寸远小于光波长时，瑞利散射和米氏散射理论被引入，并讨论了其在随机多孔结构中的统计平均处理方法。当孔隙尺寸与波长相当或更大时，散射变得高度依赖于角度，本书详细介绍了体积积分方程（VIE）方法，特别是丁加（T-matrix）方法和科恩（Coupled Dipole Approximation, CDA）方法在模拟单个或稀疏分布的孔隙结构散射特性上的应用。针对高散射介质，如高孔隙率陶瓷，本书详细阐述了非迭代的离散坐标法（DDA）及其在三维结构建模中的优势。 第三部分：数值模拟技术与计算方法 现代计算能力使得精确模拟复杂多孔介质中的光传播成为可能。本部分聚焦于计算物理方法。详细介绍了蒙特卡洛（Monte Carlo, MC）模拟方法，包括其在光子行走轨迹追踪中的应用，以及如何结合吸收、反射和透射边界条件的设定。此外，本书也详细讨论了求解辐射传输方程的数值技术，如有限元法（FEM）和有限差分法（FDM）。特别地，针对各向异性散射和复杂边界条件的挑战，本书提供了如何将波动光学方法（如有限体积法求解的麦克斯韦方程）与传输理论相结合的混合方法，以更准确地描述光场的近场分布和干涉效应。 第四部分：光在特定多孔结构中的传播特性 本部分将理论模型应用于具体的材料系统。首先分析了各向异性多孔介质，如具有定向孔道的合成膜或纤维增强复合材料中的光传播，探讨了材料的宏观光学轴与孔隙方向的关系。随后，重点讨论了介质中光场的局部场增强效应（如局域表面等离子体共振，LSPR）在金属化多孔结构中的体现，以及如何利用这些效应来提高传感器的灵敏度。此外，还专门研究了随机介质中的光局域化（Anderson Localization）现象的理论预测和实验验证的可能性。 第五部分：应用与前沿研究 本书的最后一部分将理论和模拟结果应用于实际工程问题。详细探讨了多孔介质在光热转换中的效率优化，例如在太阳能采集或选择性吸收涂层中的设计原则。在生物医学领域，本书讨论了光在骨骼或海绵状生物组织中的扩散深度和成像限制，以及如何通过结构设计（如优化孔径梯度）来改善光声成像或光辐射断层扫描（ERT）的性能。最后，展望了基于时域分析（Time-Resolved Analysis）来反演多孔介质微观结构的可能性，为无损检测技术的发展提供了理论支持。 本书特色： 本书的独到之处在于它将经典的光输运理论与现代的波动光学模拟工具相结合，特别关注了“不均匀性”和“结构各向异性”对光传播产生的深刻影响。内容严谨，公式推导详尽，并辅以大量的案例分析和图示，适合从事光学、材料科学、物理工程、生物医学工程等领域的研究人员、博士生和高年级本科生作为专业参考教材使用。通过阅读本书，读者将能够掌握分析和设计复杂多孔光学材料所需的核心理论工具。 ---
作者简介
目录信息
读后感
评分
评分
评分
评分
评分
用户评价
评分
评分
评分
评分
评分
相关图书
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2026 book.quotespace.org All Rights Reserved. 小美书屋 版权所有