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好的，以下是为您创作的一篇关于一本名为《现代通信技术》的图书的不包含其内容的图书简介。 --- 《光影交错：经典光学与信息编码的交汇》 一部穿越经典物理学与现代信息论的深度探索之旅 作者： [此处留空，或填入虚构作者名，如：林远 教授] 出版社： [此处留空，或填入虚构出版社名，如：世纪学府出版社] 导言：回溯与前瞻的边界 在信息爆炸的时代，我们习以为常的无形连接背后，是跨越百年的物理学洞察与数学逻辑的精妙结合。本书《光影交错：经典光学与信息编码的交汇》，并非聚焦于当下热点如5G、物联网或量子纠缠等前沿技术的具体实现，而是选择了一条更为基础且富有历史深度的路径——深入剖析支撑现代信息交换的基石：经典光学原理与信息论在信息处理中的基础应用。 我们邀请读者暂时放下对最新通信协议的追逐，回归到光线如何折射、电磁波如何传播的物理实在，以及信息本身如何被量化、如何被高效编码的数学本质。本书旨在搭建一座坚实的桥梁，连接19世纪对光学的严谨研究与20世纪信息论的数学革命，为理解所有现代通信技术提供一个不可或缺的、深厚的知识背景。 第一部分：光学的几何与波动之谜（不涉及现代光通信系统） 本部分着重于阐述经典电磁波理论和光学现象的数学描述，重点关注光束的传播特性，而非其在光纤或自由空间中的具体传输速率或调制方式。 第一章：惠更斯原理与射线光学的基础 本章从惠更斯原理出发，详细解析了光的反射、折射定律的几何推导。我们深入探讨了费马最短时间原理，并使用变分法严格论证了光线路径的必然性。内容涵盖了透镜成像的矩阵光学描述（如ABCD矩阵法），用于精确计算复杂多镜系统的焦距和像差，重点在于几何光学成像的精确性分析，而非光信号的能量传输效率。 第二章：光的干涉与衍射的定量分析 本章将重点放在光的波动性上。通过分析单缝、双缝干涉的强度分布函数，我们详尽地推导了菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射的精确数学模型。内容着重于分析衍射极限对图像分辨率的物理制约，包括艾里斑的形成机制，以及如何利用傅里叶光学原理来描述和预测光场在空间中的分布变化。此处不对任何形式的波导传输或光场整形技术进行讨论。 第三章：偏振态的琼斯演算与斯托克斯参数 本节将偏振现象提升到矩阵代数的层面。我们引入琼斯矩阵来描述线偏振、圆偏振和椭圆偏振光的状态，并详细解释了如何通过双折射晶体、波片等光学元件来精确操控光的偏振方向。最后，我们介绍斯托克斯参数，用于表征自然光或非完全偏振光的混合状态，为理解光的物理属性提供完备的数学工具。 第二部分：信息论的数学基石（不涉及信道编码、调制解调） 本部分严格限制在信息论的理论框架内，探讨信息量的定义、熵的概念以及信息源的无损压缩极限，完全避开任何涉及物理信道传输的细节。 第四章：信息的量化：香农的信息熵 本章是全书的理论核心之一。我们从概率论的角度出发，定义了信息量和自信息，并在此基础上推导出香农信息熵作为衡量不确定性的数学尺度。内容详细阐述了最大熵原理，并分析了不同概率分布（如均匀分布、泊松分布）下的熵值特性。本章仅关注信息源的内在结构。 第五章：信源编码的理论极限 聚焦于信息源的冗余度分析，本章深入探讨了霍夫曼编码和算术编码的构造原理及其信息论效率。我们严格论证了香农第一定理（信源编码定理），证明了任何无损压缩方案都无法突破熵值所设定的极限。重点在于分析数据压缩的数学可行性，而非数据在物理介质上的实际存储或传输速率。 第六章：互信息与相关性度量 本章引入了互信息（Mutual Information）的概念，将其作为衡量两个随机变量之间统计依赖程度的量化指标。我们分析了联合熵、条件熵与互信息之间的代数关系，并探讨了在多元分析中，互信息如何优于传统的皮尔逊相关系数来捕捉非线性依赖。这为理解信息流动的内在关联提供了纯粹的数学视角。 第三部分：经典信号处理与变换（不涉及现代数字信号处理技术） 本部分关注经典物理信号（如声波、电压变化等）在频域中的数学表示，但不涉及现代通信中用于信道均衡、多址接入或滤波器的复杂数字算法。 第七章：傅里叶级数与连续时间信号的频谱分解 本章回顾了傅里叶级数在周期信号分析中的应用，并将其推广到非周期信号的傅里叶变换。我们详尽推导了傅里叶变换对（FT pairs），并着重分析了矩形脉冲、高斯函数等基本信号在频域中的表现。关键在于理解信号能量在频率上的分布特性。 第八章：卷积定理与系统响应的经典模型 本章系统阐述了线性时不变（LTI）系统的核心——卷积运算。我们通过证明傅里叶变换的卷积定理，阐释了时域中的复杂系统响应如何转化为频域中的简单乘积。内容侧重于经典滤波器（如理想低通、高通滤波器）的数学构建，以及其对信号瞬态响应的物理影响。 结语：穿越基础，洞察未来 《光影交错：经典光学与信息编码的交汇》的价值在于其“慢”与“深”。它不教授如何配置最新的网络设备，不讲解最新的调制格式，而是带领读者重新审视那些支撑起现代通信大厦的、历久弥新的物理定律与数学框架。掌握了光与信息（熵）的本质，理解了频谱分析的数学力量，读者将能以一种更为深刻、更为本质的视角，去理解一切现代技术进步背后的核心驱动力。 本书适合所有希望建立坚实理论基础的电子工程、物理学、计算机科学及信息科学专业的学生、研究人员，以及对信息技术底层原理有深厚探究欲的专业人士。 --- 字数统计： 约1580字。
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