IR Spectroscopy pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Heise, H. Michael

出品人:

页数:366

译者:

出版时间:

价格:$ 85.00

装帧:Pap

isbn号码:9783527288960

丛书系列:

图书标签:

红外光谱
光谱学
分析化学
化学分析
分子振动
结构鉴定
有机化学
物理化学
仪器分析
化学研究

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具体描述

This book offers a concise introduction to one of the most important modern analytical methods. Accordingly, its emphasis is on practical guidance. Discussion of the underlying theory is restricted to the bare minimum. It gives practical instruction in the operation of spectrometers, sample preparation and measurement techniques. Carefully selected examples guide readers in the qualitative interpretation of spectra and in the application of computers, and provide an insight into the latest developments in the field. The book also includes sections on quantitative determination and specialist applications, plus references to the more advanced literature. It is organized such that individual chapters can be studied independently of each other. A solid introduction to practical IR spectroscopy for both students and practitioners.

物理光学基础：电磁波与物质相互作用的深度解析图书名称：物理光学基础：电磁波与物质相互作用的深度解析图书简介：本著作旨在为物理学、工程学以及相关交叉学科的研究人员和高年级本科生提供一套全面、深入的物理光学理论框架，重点探讨电磁波在不同介质中的传播特性，以及光与物质在微观层面上的相互作用机制。本书避开了仅停留在经典波动光学表面的讨论，而是将重点放在了量子力学与电磁场理论的交汇点上，力求构建一个连贯且精确的理论体系。第一部分：电磁波的经典理论与传播基础本书伊始，我们将对麦克斯韦方程组进行严谨的复述与分析，并将其推广至各向异性、非线性介质中的传播情景。我们不仅讨论了真空中的平面波解，更详细阐述了在具有特定电导率和介电常数的材料内部，电磁波如何衰减、相移，以及相速与群速的概念辨析。 1.1 麦克斯韦方程组的微分与积分形式：从基本场方程出发，建立电场（$mathbf{E}$）和磁场（$mathbf{H}$）的耦合关系。特别关注波动方程的推导过程，并引入本征矢量的概念来描述波的偏振态。 1.2 介质中的传播特性：深入探讨理想导体、理想电介质以及实际介质（包含损耗项）的边界条件。通过引入反射系数和透射系数（菲涅尔方程的完整形式），详细分析光束在界面上的能量分配。对于多层膜结构，本书采用矩阵光学方法（传输矩阵 $mathbf{T}$ 矩阵），系统地解析光的干涉与滤波效应，这为设计光学薄膜器件奠定了坚实的理论基础。 1.3 导引波光学简介：在第三章中，我们将过渡到非均匀介质中的光传播问题，重点分析平面光波导（Slab Waveguides）的模式理论。通过求解耦合到材料的波导方程，推导出纵向传播常数、有效折射率以及模式的截止条件。无论是对光纤通信还是集成光子学，对特定模式的精确控制都是至关重要的。第二部分：光与物质的微观相互作用：量子场论的视角本部分的深度显著提升，从量子电动力学（QED）的基本原理出发，揭示了光子与原子、分子系统的能级跃迁机制，这是理解光谱现象的根源。 2.1 量子力学基础与微扰理论：回顾了薛定谔方程在时变电磁场作用下的应用。本书的核心在于引入“半经典”处理方法——即将电磁场视为经典场，而将物质体系视为量子系统。我们详细推导了费米黄金定律（Fermi's Golden Rule），用于计算吸收和自发辐射的概率速率。 2.2 吸收、发射与散射过程的速率分析：吸收（Absorption）：分析了偶极子近似下，系统从低能级到高能级的跃迁概率，并引入了吸收截面 $sigma_a$ 的概念。自发辐射（Spontaneous Emission）：基于量子场论，阐述了真空涨落如何驱动激发态的衰减，并计算了寿命 $ au$。受激辐射（Stimulated Emission）：这是激光物理的基石。我们将爱因斯坦的 A 和 B 系数与微扰理论的结果联系起来，精确量化了受激发射的概率，并探讨了其在放大过程中的关键作用。 2.3 光的散射理论：本书对散射现象进行了分类和深入分析。瑞利散射（Rayleigh Scattering）：针对远小于波长的粒子散射，利用经典电偶极子模型计算了散射截面，并解释了天空为什么是蓝色的物理机制。米氏散射（Mie Scattering）：当粒子尺寸与波长相当或更大时，必须采用更精细的模式匹配方法。我们将详细展示米氏散射的复散射系数，并讨论其在雾霾光学特性建模中的应用。拉曼散射（Raman Scattering）：作为一种非弹性散射，拉曼效应揭示了分子振动和转动能级的变化。我们从量子力学中虚态跃迁的角度，导出了拉曼散射的强度公式，并分析了激发态的非对易性对散射截面的影响。第三部分：非线性光学现象的场效应现代光学技术高度依赖于物质对强光场的非线性响应。本部分重点解析了高斯光束在高强度激光作用下材料折射率的变化规律。 3.1 介质的极化率张量：从宏观极化强度 $mathbf{P}$ 与电场 $mathbf{E}$ 的多项式展开出发，引入了二阶、三阶及更高阶的极化率张量 ($chi^{(2)}, chi^{(3)}$ 等)。 3.2 二阶非线性效应：倍频（Second Harmonic Generation, SHG）：详细推导了产生二次谐波的功率转换效率公式，强调了相位匹配（Phase Matching）的必要性，并区分了临界相位匹配和非临界相位匹配。参量下转换（Parametric Down-Conversion, PDC）：作为量子光学和纠缠光子源的基础，我们系统分析了泵浦光、信号光和闲置光之间的能量和动量守恒关系。 3.3 三阶非线性效应：自相位调制（Self-Phase Modulation, SPM）：探讨了光脉冲在介质中由于自身强度变化引起的相位变化，这是超快激光脉冲展宽和压缩的关键限制因素。四波混频（Four-Wave Mixing, FWM）：分析了四个光子（两个泵浦，一个信号，一个闲置）相互作用的机制，并展示了其在光通信波分复用系统中的潜在干扰和应用前景。结论与展望本书的最终目标是使读者不仅能理解电磁波在特定环境下的行为，更能从根本上把握光与物质相互作用的微观物理本质。通过对经典电磁学、量子力学和非线性理论的整合，我们为探索诸如超快光谱学、量子信息处理以及新型光电子器件的设计提供了坚实的理论工具。目标读者群体：理论物理学家、应用物理学博士研究生、光学工程、光电子学领域的研发工程师。适用课程：高级光学、量子光学导论、非线性光学原理。