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出版者:教育出版社

作者:贺湘善吴俊明

出品人:

页数:331

译者:

出版时间:2000-12

价格:22.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787810641449

丛书系列:

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《光学原理与应用》图书简介 作者： [作者姓名] 出版社： [出版社名称] 出版年份： [出版年份] 页数： [页数] 定价： [定价] --- 内容概述 《光学原理与应用》是一部系统、深入探讨经典与现代光学理论及其广泛工程应用的专著。本书旨在为物理学、电子工程、材料科学以及相关领域的高年级本科生、研究生以及专业技术人员提供一个全面而严谨的学习平台。全书内容涵盖了从几何光学基础到量子光学前沿的多个关键领域，注重理论的严密性与实际应用的紧密结合。 本书的编写遵循递进式的逻辑结构，从宏观的几何光学描述出发，逐步过渡到对微观电磁场本质的深刻理解，最终触及光与物质相互作用的量子层面。我们力求在保持科学准确性的前提下，用清晰、富有启发性的语言阐释复杂的物理概念，并通过大量的例题和工程案例来巩固读者的理解。 --- 第一部分：几何光学基础与成像理论 本部分奠定了光学的基本图像，主要围绕光线作为基本研究对象的几何光学展开。 第一章：光的传播与折射定律 本章详细回顾了光沿直线传播的假设，并严格推导了费马原理（Fermat's Principle）作为几何光学的变分基础。随后，深入讨论了斯涅尔定律（Snell's Law）的推导及其在光纤通信和棱镜设计中的实际应用。全反射现象的条件、临界角计算以及光在非均匀介质中传播的路径分析构成本章的核心内容。 第二章：几何光学成像系统 本章聚焦于透镜、反射镜以及组合光学系统。我们引入了近轴光线理论，推导了高斯公式（Lens Formula）和牛顿公式。通过对不同类型镜头的系统分析，详细阐述了点光源在理想系统中的成像过程。随后，本章转向对非理想成像的探讨，系统性地分类和量化了常见的几何像差，包括球差、彗差、像散、场曲和畸变。针对每一种像差，书中所提供的数学模型能够帮助读者精确计算其对成像质量的影响，并初步介绍了校正像差的设计思路。 第三章：光束追迹与光学仪器的设计 基于前两章的理论，本章将焦点放在了实际光学仪器的设计流程上。详细介绍了光线追迹法（Ray Tracing）在复杂系统分析中的应用，包括矩阵光学（Ray Transfer Matrix Method, ABCD Matrix）在分析多镜或多透镜系统中的高效性。随后，本书以经典的光学仪器——如望远镜（开普勒式与伽利略式）、显微镜以及摄影物镜——作为案例，展示如何综合运用像差理论和光束追迹方法，达到预期的放大倍率和分辨率要求。 --- 第二部分：波动光学与电磁场理论 本部分将研究的重点从光线转向光的波动本质，将光学置于经典电磁场的框架下进行深入剖析。 第四章：电磁波理论基础 本章从麦克斯韦方程组（Maxwell's Equations）在无源介质中的形式出发，推导出亥姆霍兹方程（Helmholtz Equation），并阐述了光波作为横电磁波（TEM Wave）的基本属性。重点讨论了波的传播速度、波数、波长与介电常数、磁导率之间的关系。本章还详细分析了平面波、柱面波和球面波的数学描述，为后续干涉和衍射理论奠定坚实的电磁场基础。 第五章：光的干涉现象 本章系统研究了光波的叠加原理。首先从夫朗和费原理出发，探讨了光波相干性的概念，包括时间相干性和空间相干性。随后，详细分析了杨氏双缝干涉、薄膜干涉（如牛顿环和迈克尔逊干涉仪）的物理模型和计算方法。特别地，本书深入探讨了等厚干涉和等倾干涉的形成机制，并给出了光程差的精确表达式，用于解释这些现象的周期性。 第六章：光的衍射与成像分辨率 衍射理论是理解光波绕射和分辨能力的基石。本章首先介绍惠更斯-菲涅耳原理，并严格推导了单缝衍射和圆孔衍射的强度分布公式。随后，深入分析了光栅（Diffraction Grating）的原理及其在光谱分析中的应用。最后，本章着重讨论了衍射限制（Diffraction Limit）对成像系统分辨率的根本影响，并引入了傅里叶光学（Fourier Optics）的概念，将衍射过程视为系统的低通滤波特性，为相干成像和全息术做理论铺垫。 --- 第三部分：偏振光学与先进光学现象 本部分探讨光的偏振态及其在材料相互作用中的表现，并引入了对角化和高新技术中至关重要的概念。 第七章：光的偏振态 本章系统阐述了光的横波特性，并区分了自然光、线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光的数学描述。重点分析了布儒斯特角（Brewster's Angle）和马吕斯定律（Malus' Law）。傅里叶分析被用于描述任意偏振态，并通过琼斯矩阵（Jones Matrix）和穆勒矩阵（Mueller Matrix）提供了分析复杂偏振态的强大工具。 第八章：双折射与偏振光学元件 本章探讨了光在各向异性介质（如晶体）中传播时的现象——双折射。详细分析了单轴晶体和双轴晶体的光场分布，并解释了波片（Wave Plates）的工作原理及其在控制偏振态中的作用。随后，介绍了偏振器、偏振分束器等关键光学元件的设计与应用。 第九章：近代光学现象概览 本章对现代光学的前沿领域进行了概览，为读者接下来的深入研究指明方向。内容包括：光与物质相互作用的基本模型，如吸收、受激发射和受激吸收；对散射现象（瑞利散射和拉曼散射）的物理机制的简要介绍；以及对非线性光学效应（如频率倍增）的初步描述，强调了高强度激光在这些现象中的核心作用。 --- 本书特色 1. 理论的深度与广度兼顾： 本书不仅详述了经典光学的所有核心内容，更通过引入傅里叶分析、矩阵光学和电磁场理论，将几何光学与波动光学紧密连接起来，构建了一个统一的理论体系。 2. 工程应用导向： 每部分理论讲解后，均配有详细的工程实例，例如光学仪器的设计参数计算、光纤中的损耗分析、以及衍射极限在微纳加工中的制约等，确保读者能将理论转化为实际解决问题的能力。 3. 严谨的数学推导： 所有核心公式的推导过程都清晰、完整地展现，帮助读者理解公式背后的物理意义，而非仅仅记忆结果。 4. 丰富的图表与习题： 书中包含大量的示意图、光路图和实验装置图，以增强直观理解。每章末尾均附有难度分级、涵盖概念检验与计算分析的习题。 《光学原理与应用》是一本不可多得的，能够引导学习者从光线的“经验描述”迈向光的“精确物理描绘”的权威参考书。

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我是在一个偶然的机会下接触到这本书的，当时我正在为一次重要的教学研讨会做准备，急需一些能够支撑我观点的理论框架。这本书的出现，简直如同一场及时雨。它的章节结构安排得极具逻辑性，前置的理论回顾为后续的实践探讨奠定了坚实的基础，过渡自然流畅，让人在知识的海洋中航行时，始终有清晰的航标指引方向。特别是在探讨如何应对不同学习风格的学生时，作者列举了若干个生动的案例分析，这些案例并非空中楼阁，而是根植于真实课堂的矛盾与解决之道。我注意到，作者在引用前沿研究成果时，总是能精准地捕捉到其核心价值，并巧妙地将其融入到自己的论述体系中，使得全书的理论深度与广度都达到了一个令人惊叹的高度。阅读过程中，我经常需要停下来，拿出笔记本记录下那些让我醍醐灌顶的观点，这种主动吸收知识的体验，是很多其他学术著作难以提供的。

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这本书的语言风格极其成熟且富有魅力，它既保持了学术著作应有的严谨和准确性，又在不失分寸的前提下，融入了一种令人倍感亲切的叙事口吻。作者仿佛是站在讲台前，与读者进行一场深入而坦诚的对话，没有高高在上的说教感，而是充满了同理心和鼓励。那些复杂的化学教育理论，在作者的笔下被剥离了晦涩的外衣，变得清晰可辨，引人入胜。我特别喜欢作者在关键概念提出后，会适时地穿插一些充满智慧的格言或反思性提问，这促使读者不能被动接受信息，而是必须主动参与到对这些概念的思考和内化过程中。这种互动式的阅读体验，极大地提升了阅读的深度和持久性。合上书本之后，那些精辟的论断和创新的教学思路仍然在脑海中盘旋不去，这种持续性的启发作用，正是衡量一本优秀专业书籍价值的重要标尺。

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作为一名长期在高校从事化学师范生培养工作的教师，我深知教材的局限性。市面上很多书籍要么过于偏重化学本体的知识更新，要么则陷于空泛的教育哲学探讨，难以实现理论与实践的有效衔接。然而，这本书却精准地找到了那个“黄金分割点”。它不仅系统地梳理了学科核心素养的内涵与外延，更重要的是，它提供了将这些素养“落地生根”的具体路径图。例如，书中关于“跨学科融合教学”的探讨，就非常具有前瞻性，它没有停留在提出口号，而是细致地分析了化学与物理、生物乃至信息技术结合时的具体教学切入点和潜在的认知障碍，并给出了富有建设性的预案。这种深入到微观操作层面的指导，对于那些渴望在教学改革浪潮中有所突破的教育工作者来说，无疑具有极高的参考价值。我甚至已经开始尝试将书中的某些“微创新”策略引入我的日常备课中了。

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这本书的装帧设计简直是一场视觉盛宴，精美的封面插画，采用了深邃的蓝色调，隐约透露出一种神秘而又严谨的学术气息。纸张的质感也相当出色，触感温润，翻阅时能感受到作者对细节的极致追求。内页的排版布局清晰明了，字体大小适中，段落间距留白得当，即便是长时间阅读也不会感到视觉疲劳。更值得称赞的是，书中引入了大量高质量的彩色插图和图表，它们不仅是对文字内容的有效补充，更是将复杂的化学概念形象化、生动化的关键。例如，书中对分子结构的展示，那些三维模型栩栩如生，色彩搭配考究，让人一目了然，极大地提升了学习的兴趣和效率。这本书的印刷质量毋庸置疑，油墨均匀，没有出现任何模糊或错位的现象，可以说，从外在到内在，它都体现出了一本优秀学术著作应有的专业水准。这样的用心，无疑是对读者最大的尊重，也让我在捧读过程中，始终保持着一种愉悦而专注的状态。

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这本书的论述角度非常新颖，它没有拘泥于传统的化学知识点罗列，而是深入挖掘了化学学科知识在教学实践中的“灵魂”所在。作者似乎是一位经验极其丰富的教育家，他笔下的每一个章节都充满了对教育理念的深刻洞察和对学生学习心理的精准把握。比如，书中对“概念形成”过程的剖析，就远超一般教材的描述，它细致地拆解了学生从直观感知到抽象理解的每一步心路历程，并针对性地提出了极具操作性的教学策略。我尤其欣赏作者在讨论实验教学时所展现出的那种对“安全与趣味并重”的执着追求，他不是简单地提供实验步骤，而是探讨了如何通过精心设计的提问和情境创设，激发学生的好奇心和探究欲。这种由表及里、由现象及本质的分析方法，让原本枯燥的教学理论变得鲜活起来，简直是为一线教师量身打造的“武功秘籍”。读完后，我感觉自己对“教”的理解上升到了一个新的哲学高度。

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