非线性光学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:哈尔滨工业大学出版社

作者:李淳飞

出品人:

页数:229

译者:

出版时间:2005-9

价格:20.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787560321424

丛书系列:

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《光与物质的奇妙舞蹈：深度探索常规光学世界的奥秘》 本书并非一本探讨“非线性光学”这一特定物理学分支的著作。恰恰相反，它将带领您踏上一场深入浅出、广阔而精彩的光学之旅，聚焦于我们习以为常、却又蕴含无穷魅力的“常规光学”领域。在这里，光不再是神秘莫测的抽象概念，而是触手可及、可以用逻辑和实验去理解的物理现象。我们将剥离复杂的数学推导，专注于光学原理在宏观世界中的直观展现，以及它们如何巧妙地塑造我们所感知和互动的一切。 本书的起点，是光学中最基础也最迷人的部分——光的传播与反射。您将跟随作者的笔触，回顾那些经典的几何光学实验，从镜子的成像原理到透镜的光线汇聚与发散，每一个概念都将辅以生动形象的图示和生活中的实例。我们会讨论光是如何沿着直线传播的，这解释了影子为何会形成，也为我们理解望远镜、显微镜等光学仪器的基本构造奠定了基础。反射定律，这个简单而普适的物理规律，在本书中将被赋予新的生命，我们不仅会探讨平面镜和球面镜的成像特性，还会深入分析它们在设计上的巧妙应用，例如汽车后视镜的广角成像，或是天文望远镜中抛物面镜的精密加工。 接着，我们将目光转向光的折射。光在不同介质中传播速度的变化，造就了彩虹的绚烂，也使得水中的物体看起来发生了形变。本书将详细解析折射定律（斯涅尔定律），并将其应用于一系列有趣的现象，如海市蜃楼的形成、透镜的光学特性以及人眼视觉的成像过程。您将了解到，我们之所以能看到清晰的世界，正是因为眼球中的晶状体精确地控制着光的折射，将外界景物准确地聚焦在视网膜上。同时，我们也将探讨全反射的原理，这个看似简单却至关重要的现象，是如何支撑起现代光纤通信的庞大网络。 在深入理解了光的传播特性之后，本书将引领您进入波动光学的奇妙殿堂，但我们将避开高深的波动方程，而是聚焦于那些肉眼可见的波动现象。干涉，作为光波叠加的直接结果，将是本书浓墨重彩描绘的一章。您将了解杨氏双缝实验的精妙之处，理解明暗相间的干涉条纹是如何揭示光的波动本质的。肥皂泡上的彩色光泽、CD光盘表面的彩虹色，这些日常生活中随处可见的现象，都将在这里得到令人信服的解释。本书还会探讨相干光与非相干光的重要性，以及如何利用干涉原理实现精确的测量。 紧随干涉之后，衍射也将作为光的另一个重要波动特性被细致剖析。即使光线遇到障碍物边缘，也不会简单地停止，而是会发生弯曲，这种现象即为衍射。本书将通过图文并茂的方式，展示单缝衍射、圆孔衍射以及夫琅和费衍射等经典实验，并解释它们如何影响我们对光学器件分辨率的理解。您将明白，为何望远镜和显微镜的分辨率会受到衍射的限制，以及如何通过优化设计来减小这种影响。 本书的另一重要组成部分是对偏振现象的深入解读。光波的振动方向的多样性，造就了偏振这一独特性质。我们将从起偏器和检偏器的基本原理讲起，逐步介绍线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光。您将了解偏振片是如何应用于液晶显示器、太阳镜以及摄影滤镜的，以及偏振光在材料科学、生物成像等领域的重要作用。通过本书，您将能清晰地理解，为何戴上偏振太阳镜后，水面或玻璃表面的眩光能被有效消除。 除了对基本光学现象的详细阐释，本书还致力于将这些原理与人类视觉感知紧密联系。我们将探讨色彩的产生机制，从三原色理论到色光混合与颜料混合的区别，并分析人眼如何感知和分辨不同颜色的光谱。本书还会简要触及人眼识别运动、深度以及三维空间的基本原理，揭示光学现象如何与我们的视觉神经系统协同工作，构建出我们丰富多彩的世界。 此外，本书还将经典光学仪器作为生动的案例，串联起上述所有光学原理。从简单的放大镜、照相机，到复杂的显微镜、望远镜，再到对我们日常生活影响深远的眼镜、激光技术（在常规光学范畴内），每一个仪器都将被拆解，分析其核心光学部件是如何运用光的传播、反射、折射、干涉和衍射等原理来完成其功能的。本书旨在让读者理解，这些看似高科技的设备，其背后都蕴含着古老而又优雅的光学智慧。 本书最大的特色在于其高度的通俗易懂性和趣味性。我们摒弃了枯燥的数学公式，而是通过大量的类比、生动的比喻和贴近生活的实例，让复杂的物理概念变得直观可感。每一个章节都力求深入浅出，即使是初学者也能在轻松的阅读中掌握核心知识。书中穿插的各种光学小实验和观察提示，更是鼓励读者动手实践，在实践中加深对光学世界的理解和认识。 总而言之，《光与物质的奇妙舞蹈：深度探索常规光学世界的奥秘》是一本面向所有对光学充满好奇的读者的科普读物。它将带领您走出“非线性光学”的特定领域，去拥抱和欣赏那无处不在、却又被我们常常忽略的常规光学世界的壮丽景象。在这里，光不再是冷冰冰的物理量，而是连接我们与世界的桥梁，是理解自然万物运行规律的钥匙。通过这本书，您将学会如何用全新的视角去观察和理解周围的光影世界，发现其中蕴含的无限智慧与魅力。

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这本书在我书架上已经放了好几年了，但每次遇到新的实验难题，总会不自觉地把它抽出来。 它的一个显著特点是其独特的“跨学科视野”。 我注意到，作者在讲解光纤中的非线性效应时，竟然引用了通信理论中关于信道容量和噪声分析的一些概念，这在我阅读其他纯光学书籍时是很少见的。 这种融合使得对光纤非线性失真的分析不再是孤立的物理问题，而是被置于一个更宏大的信息传输系统的背景下进行考察。 此外，书中对“孤子”现象的讨论也极为精彩，它不仅详细介绍了克尔介质中的非线性薛定谔方程（NLSE），还花了不少篇幅探讨了超短脉冲在掺铒光纤放大器中传输时的稳定性和演化路径，这对于设计光通信链路中的中继器至关重要。 作者似乎深知，非线性光学最终是要服务于实际的工程应用，因此，在每一理论章节的末尾，总会附带一些“应用启示”或者“实验局限性”的讨论。 这种将理论前沿与工程实践紧密结合的叙事方式，极大地提高了阅读的针对性和效率，让我感觉自己面对的不是一堆抽象的数学符号，而是解决真实世界光子学难题的钥匙。

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这本《非线性光学》的教材，说实话，从我翻开第一页开始，就感觉自己仿佛被拉进了一个充满奇特光影和复杂数学的迷宫。 它的叙述风格极其严谨，每一个公式的推导都像是在进行一场精密的工程测绘，丝毫不允许有丝毫的含糊不清。 我印象最深的是关于拉曼散射和布里渊散射的章节，作者似乎并没有满足于仅仅给出理论框架，而是深入挖掘了其背后的微观机制，用大量的类比和图示来帮助我们理解光与物质相互作用中那些微妙的能量转移过程。 尤其是在讨论高次谐波产生（SHG）时，作者花了相当大的篇幅去剖析晶体学对称性对非线性极化率的影响，这对于一个希望从事材料设计的人来说，简直是宝典级别的指导。 我个人认为，这本书的优点在于其体系的完整性，它不像市面上一些侧重于某一具体应用的书籍那样片面，而是从麦克斯韦方程组出发，层层递进，最终构建起了一个宏大且自洽的非线性光学理论体系。 唯一的遗憾是，对于初学者来说，如果缺乏扎实的经典电磁场和量子力学基础，前几章的阅读体验可能会略显吃力，那些复杂的张量分析和群论的应用，确实需要静下心来反复研读，但一旦跨过这道门槛，后面的风景便豁然开朗。 总体而言，这是一部需要“啃”才能品出其中韵味的深度之作。

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坦白讲，如果让我给这本书一个定位，我会说它是一本“高阶进阶读物”，而不是入门读物。 我身边有几个研究生同学，在刚接触非线性现象时，抱着对“炫酷的光学效应”的好奇心翻开了它，结果没坚持过前三章就转向了更通俗的参考资料。 核心问题在于其对“非线性响应函数”的推导过程极其详尽，作者似乎默认读者已经对张量分析和傅里叶变换理论有深入的掌握，并直接从高阶的极化率张量 $chi^{(n)}$ 开始构建模型。 这对已经有一定基础的人来说是极大的优势，因为可以直接跳过那些繁琐的预备知识，直击核心的物理机制。 比如，书中对参量上转换（OPO）的效率分析，不仅仅停留在倍频的简单模型上，而是将其扩展到包含泵浦光、信号光和闲频光之间复杂的能量和相位匹配关系，还引入了腔体损耗和热效应的考量。 这种从基础数学框架到复杂系统建模的无缝衔接能力，使得它在指导前沿研究方面具有无可替代的价值。 它的价值在于，它能让你在面对一个全新的非线性问题时，知道应该从哪个数学角度去建立自己的理论模型，而不是仅仅套用别人给定的公式。

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我最近在整理我的实验笔记时，再次翻阅了这本关于光学的专著，发现它在处理实际工程问题时的实用性远超我的预期。 很多教科书在理论推导上很漂亮，但一到实际操作层面就显得力不从心，但这本教材显然不是。 举个例子，书里详细介绍了超快激光脉冲的自相位调制和光谱展宽，它不仅给出了数学模型，还非常细致地讨论了色散补偿的必要性，以及如何根据材料的群速度色散（GVD）参数来选择合适的色散补偿光纤的长度和类型。 我记得我之前在调试一个飞秒激光系统时，对脉冲展宽感到很困惑，查阅了许多论文都找不到清晰的解释，最后还是在这本书的某一页上，找到了关于“啁啾”的精确描述和图形化演示，一下子茅塞顿开。 它对腔内泵浦和模式锁定机制的讲解也极其到位，充满了“工程师的智慧”，不像有些理论书籍那样高高在上。 读完相关章节，我感觉自己不仅仅是理解了“是什么”，更明白了“为什么是这样设计”以及“在实际中应该如何优化参数”。 对于从事光纤通信、超快测量或者激光加工领域的朋友来说，这本书绝对是一本可以放在手边随时查阅的“工具书”，而不是束之高阁的理论典籍。

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这本书的阅读体验，怎么说呢，它给我的感觉更像是一部精美的、充满哲学思辨的学术论著，而非一本标准的理工科教材。 它的语言风格是如此的优雅和精准，仿佛每一个词语都经过了千锤百炼，用以描绘那些转瞬即逝、难以捉摸的光学现象。 特别是关于光场与介质相互作用的量子场论描述部分，作者并未采用那种冰冷、纯粹的数学堆砌，而是巧妙地融入了对物理图像的深刻洞察力。 他在讨论光子与原子能级跃迁时，常常会引入一些富有启发性的类比，将复杂的算符和态叠加的概念变得可以触摸、可以感知。 我尤其欣赏作者在阐述“光与物质的耦合强度”时所体现出的那种对细节的偏执，他花了大量篇幅去讨论边界条件的影响，以及在不同尺度下（从原子尺度到宏观介质）描述的切换逻辑。 这种对基础物理的敬畏感贯穿始终。 读这本书，需要的不仅仅是智力上的理解，更需要一种沉浸式的专注力，去感受作者试图构建的那个“光之世界”的内在和谐与美感。 它让人重新思考，光学这门学科，远不止于应用和技术，它本身就是对自然规律最深层次的探索之一。

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