Electric Circuits/Introduction to Pspice (Addison-Wesley Series in Electrical and Computer Engineeri pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Addison-Wesley

作者:James W. Nilsson

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1992-10

价格:USD 68.33

装帧:Hardcover

isbn号码:9780201524550

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深入理解经典光学：基于波动理论的原理与应用 本书旨在为物理学、工程学以及相关领域的研究者和学生提供一套全面、深入且严谨的经典光学理论框架。本书聚焦于光作为电磁波的本质，详细阐述了波动光学（Wave Optics）的核心概念、数学描述及其在现代技术中的广泛应用。 本书的构建遵循从基础理论到复杂现象的逻辑递进路线。我们首先在第一部分中，奠定了理解光波行为的数学和物理基础，随后在后续章节中逐步引入干涉、衍射、偏振等关键的光学现象，并探究了这些现象在精密测量、成像系统和材料科学中的实际体现。 --- 第一部分：光波基础与电磁场理论的融合 本部分为全书的基石，着重于将麦克斯韦方程组与光学现象联系起来。 第1章：电磁场回顾与平面波的诞生 本章首先对静电学和静磁学进行了必要的复习，随后导出了无源均匀介质中的麦克斯韦方程组的波动形式。重点在于推导并分析平面电磁波的解析解，包括电场、磁场和能量流（坡印廷矢量）之间的相互关系。我们详细讨论了波的传播常数、相速度、群速度的概念，并引入了复数表示法来简化波的代数处理，这是后续所有波动分析的基础。本章强调了光波是横波的特性及其在不同介质中传播时的特性阻抗变化。 第2章：介质中的光传播与边界条件 本章探讨了光波在不同材料界面上的行为。首先，系统地回顾了电磁场在理想导体、电介质（线性、各向同性、均匀介质）界面上的边界条件。随后，这是本章的重点——对菲涅耳方程（Fresnel Equations）的推导和深入分析。我们不仅计算了平行光和垂直光入射时的反射系数和透射系数，还详细分析了关键角度（如布儒斯特角、临界角）对光偏振态的影响。布儒斯特角处的全内反射现象及其在光纤和棱镜中的应用得到了详尽的讨论。 第3章：光波的传播与衰减 本章关注光在实际材料，特别是吸收性介质中的传播特性。引入了复折射率的概念，解释了吸收、色散（折射率随频率变化的现象）的物理起源。我们详细阐述了克拉默-克朗尼关系（Kramers-Kronig Relations），揭示了折射率和吸收系数之间的内在联系。此外，对于具有电导率的介质（如半导体或离子溶液），本章分析了坡印廷矢量在穿透深度内的指数衰减规律，为理解表面等离子体激元等现象打下基础。 --- 第二部分：光干涉——叠加原理的宏伟展现 本部分将焦点从单束光转向多束光束的叠加，这是理解相干性和精密测量的关键。 第4章：相干性理论与基本干涉仪 本章首先定义了时间相干性和空间相干性。时间相干性通过光程差和光照度的关联函数来量化，引入了相干长度的概念；空间相干性则通过横向的电场相关性进行描述。随后，我们详细分析了最基本的干涉装置：杨氏双缝干涉。本章的难点在于将双缝干涉的理论推广到有限宽度、非点光源的情况，并分析了背景光强、干涉可见度（Visibility）的限制因素。 第5章：薄膜干涉现象 本章专注于光波在具有特定厚度的介质膜层内部的多次反射与叠加。我们系统推导了等厚干涉（如肥皂泡的颜色）和等倾干涉（如迈克耳孙干涉仪的条纹）的原理。迈克耳孙干涉仪的结构、工作原理及其在测量极小位移和光速稳定度方面的应用是本章的重点。此外，我们还深入探讨了抗反射涂层（Anti-Reflection Coatings）的设计原则，利用相消干涉原理来最小化界面反射损耗，这在高性能光学镜头中至关重要。 第6章：多光束干涉与高分辨率光谱 在探讨了双光束干涉之后，本章将干涉的级数扩展到多光束情况，主要集中在法布里-珀罗（Fabry-Pérot）干涉仪。本章的数学核心在于分析多个等间隔反射波的叠加，推导出其极尖锐的透射峰，即尖锐度（Finesse）的概念。我们讨论了如何利用法布里-珀罗腔体实现高分辨率光谱分析、频率选择滤波以及激光谐振腔的设计原理。 --- 第三部分：光衍射与成像——光的波动性对成像的限制 本部分探讨了光波绕过障碍物或通过孔径时的弯曲传播现象，并将其与实际的成像过程联系起来。 第7章：惠更斯-菲涅耳原理与夫琅禾费衍射 本章从波动光学的基础——惠更斯-菲涅耳原理出发，解释了光波的每个点都可以被视为次级波源。随后，我们聚焦于夫琅禾费衍射（Fraunhofer Diffraction），即远场衍射。我们详细分析了单缝衍射的强度分布，并推导了圆孔衍射的艾里斑（Airy Pattern），这直接决定了光学系统的极限分辨率。 第8章：衍射极限与成像系统 本章将衍射理论应用于实际的成像问题。我们引入了光学系统的点扩散函数（PSF）和调制传递函数（MTF）的概念，量化了衍射对图像质量的影响。瑞利判据被用来定义两个点光源在衍射限制下可被分辨的最小角度。本章还将讨论衍射光栅的工作原理，推导其衍射方程，并分析其在波长分离和光谱分析中的应用，包括其色散率和分辨率的计算。 第9章：菲涅耳衍射与近场效应 与夫琅禾费衍射相对，本章处理了菲涅耳衍射（Fresnel Diffraction），即近场衍射。我们利用菲涅耳半波带法来定性分析不规则边缘或屏障后的光场分布。本章的重点在于介绍菲涅耳波带片（Fresnel Zone Plates），解释其作为一种基于相位延迟实现聚焦的非传统透镜的原理和应用。 --- 第四部分：光的偏振与先进光学现象 本部分深入研究光的矢量特性，即电场矢量的空间定向，这是分析材料与光相互作用的重要工具。 第10章：光的偏振态与琼斯演算 本章首先定义了自然光、线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光的物理图像。我们详细介绍了琼斯矩阵（Jones Calculus），用矩阵代数来描述光波经过各种光学元件（如偏振片、四分之一波片、半波片）后的偏振态变化。斯托克斯矢量（Stokes Parameters）的引入使得对部分偏振光（非纯净状态的光）的分析成为可能。 第11章：光学活性与双折射 本章探索了光在具有特殊结构或存在应力的介质中的行为。双折射（Birefringence）是本章的核心，我们解释了单轴和双轴晶体中的寻常光（Ordinary Ray）和非常光（Extraordinary Ray）的分离现象，并分析了法线和平行于光轴入射时的光程差。随后，我们讨论了光学活性（Optical Activity），即旋光现象，并将其与分子手性结构联系起来。 第12章：散射理论与非线性光学概述 本章首先讨论了光与微小粒子相互作用的现象，包括瑞利散射（解释天空为何呈蓝色）和米氏散射（解释云的白色）。最后，作为对现代光学的展望，本章对非线性光学（Nonlinear Optics）进行了定性介绍。我们将线性响应的局限性，并简要概述了二次谐波产生（Second Harmonic Generation, SHG）等现象，强调了光强对介质光学性质的依赖性。 --- 本书特点： 严谨的数学推导： 所有核心公式均提供详尽的推导过程，确保读者对物理图像的理解不依赖于“黑箱”公式。 丰富的图示： 大量使用几何光学图示、矢量图和光强分布图，辅助理解抽象的波动概念。 聚焦现代应用： 理论讲解紧密结合当代光学工程中的实际问题，如高分辨率成像、光谱分析技术和精密传感。 自洽性强： 读者仅需具备经典电磁学和微积分的基础知识，即可系统地掌握波动光学全貌。 本书是为有志于从事光学设计、物理研究、精密仪器制造或量子光学领域学习的进阶本科生、研究生及专业工程师量身定制的权威参考书。

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我一直认为，学习电学理论最棘手的部分是如何将其与实际应用联系起来，而这本书在这方面提供了一个绝佳的解决方案。它不仅教授了丰富的电路理论知识，更是将Pspice仿真软件的运用巧妙地融入其中。我发现，通过在Pspice中模拟书中讲解的各种电路，我可以直观地看到理论知识是如何在实际中运作的。例如，在学习交流电路的相量分析时，我不仅理解了电压和电流之间的相位关系，还能通过Pspice仿真来观察它们的波形，并通过相量图来验证我的理解。这种身临其境的学习体验，极大地增强了我对电学的兴趣和学习动力。

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对于任何想要深入了解电学领域的人来说，这本书无疑是一个极佳的起点。它以一种极其清晰和有条理的方式，将复杂的电路理论分解成易于理解的部分。从最基础的电学定律到更高级的电路分析技术，这本书都提供了详尽的讲解。更重要的是，它将Pspice仿真软件的应用融入到学习过程中，让我在理论学习的同时，也能进行实际的仿真实验。我曾花了很多时间在Pspice中搭建各种电路，观察不同元器件对电路行为的影响。通过这些实践操作，我不仅巩固了书本上的知识，还培养了独立解决电路问题的能力，这对我未来的学习和职业发展都至关重要。

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作为一名对电子工程充满热情的学生，我一直在寻找一本能够真正让我理解电学精髓的书籍。这本书的出现，可以说完美契合了我的需求。它的内容涵盖了直流电路、交流电路、一阶和二阶电路，以及各种重要的电路定理。在理解这些概念时，作者并没有止步于枯燥的公式推导，而是通过生动形象的比喻和深入浅出的讲解，让我能够触类旁通。而Pspice的引入，更是让学习过程如虎添翼。我可以通过仿真来验证书本上复杂的理论，例如叠加定理或最大功率传输定理，在Pspice中设置不同的电路，观察仿真结果，与理论计算进行对比，这让我对这些定理的理解更加深刻。

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我一直认为，学习电子工程最重要的一环就是能够将理论知识落地，而这本书在这方面做得非常出色。它不仅提供了扎实的电路理论基础，还非常贴合实际应用，引入了Pspice这样的仿真工具，让我在学习过程中能够“动手”操作。一开始，我对于如何使用Pspice还有些陌生，但书中循序渐进的教学方法，从最基础的元器件库导入，到如何搭建电路、设置仿真参数，再到如何解读仿真结果，都讲解得非常细致。我特别喜欢书中那些案例研究，它们不仅仅是简单的电路图，更是包含了实际工程中可能遇到的问题，并通过Pspice仿真演示了解决思路和方法。通过这些练习，我不仅学会了如何使用Pspice，更培养了解决实际电路问题的能力，让我对未来的工程实践充满了信心。

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这本书的优点在于它不仅仅教授知识，更是在培养一种解决问题的思维方式。我尤其欣赏书中在介绍每个电路分析方法时，都会先提出一个实际问题，然后循序渐进地引导我们去分析和解决。Pspice仿真工具的引入，为我们提供了一个虚拟的实验平台，我们可以自由地尝试不同的电路设计，观察其性能表现，并在仿真环境中进行优化。我曾遇到过一个关于RC电路暂态响应的问题，书中详细介绍了如何使用Pspice进行仿真分析，包括设置初始条件和捕捉瞬态波形。通过这次仿真，我不仅解决了问题，还对RC电路的充放电过程有了更直观、更深刻的理解，这种学习体验是传统教学模式难以比拟的。

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这本书最让我印象深刻的是它将理论知识和实践操作完美地结合起来。它提供了扎实的电学理论基础，讲解清晰易懂，并且通过大量的实例来帮助读者理解。然而，这本书的真正价值在于它将Pspice仿真软件的应用融入到学习的每一个环节。我发现，通过在Pspice中模拟书中的电路，我可以直观地验证理论知识，并且能够尝试不同的参数和拓扑结构，观察它们对电路行为的影响。这种“边学边练”的方式，极大地提高了我的学习效率和对电路的理解深度。

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这本书为我打开了通往电学世界的大门。作者以一种引人入胜的方式，将看似枯燥的电路理论变得生动有趣。从直流电路的基石，到交流电路的动态变化，再到各种重要的电路分析技术，这本书都进行了详尽的阐述。而Pspice的引入，更是让学习过程变得前所未有的直观和有效。我曾花大量时间在Pspice中搭建和仿真各种电路，亲眼见证了电流、电压的流动和变化。这种实践经验，不仅加深了我对理论知识的理解，更培养了我分析和解决实际电路问题的能力，让我对未来的工程学习充满期待。

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我非常欣赏这本书的结构设计和内容深度。它从最基本的概念开始，循序渐进地引导读者进入电学世界的复杂性。每一章都包含了丰富的理论讲解、详细的公式推导以及清晰的实例分析。而Pspice的加入，则为学习过程增添了另一层维度。我不仅可以理解电路的工作原理，还可以通过仿真来验证这些原理。特别是在学习动态电路和频率响应时，Pspice的仿真结果为我的理解提供了宝贵的直观证据。我曾尝试在Pspice中搭建一个二阶RLC电路，并观察其在不同阻尼系数下的瞬态响应，这让我对阻尼的概念有了更深刻的认识。

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我最近沉迷于探索电的世界，而这本《Electric Circuits/Introduction to Pspice》无疑是我的向导。它不仅仅是一本教科书，更像是一次令人振奋的电学探险。书本的结构设计得非常精妙，从最基础的欧姆定律和基尔霍夫定律开始，循序渐进地引入更复杂的概念，如节点分析、网孔分析、戴维南定理和诺顿定理。每一章的理论讲解都清晰明了，配以大量的实例，让我能够迅速理解抽象的电路原理。更让我惊喜的是，它将Pspice这个强大的仿真软件贯穿其中。学习过程中，我能够将书本上的理论知识直接转化为Pspice中的仿真实验，观察电流、电压的动态变化，验证公式的正确性，甚至可以尝试不同的元器件参数，看看会对电路产生怎样的影响。这种“理论结合实践”的学习方式，极大地提升了我对电路的直观理解和掌握程度。

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阅读这本《Electric Circuits/Introduction to Pspice》的过程，对我来说是一次全面的技能提升。我不仅巩固了电工基础知识，更重要的是学会了如何利用现代仿真技术来辅助学习和解决问题。书中对于Pspice的讲解非常系统，从软件的安装和基本界面介绍，到各种元器件的连接和参数设置，再到不同类型的仿真（如瞬态分析、交流分析、直流扫描等），都一一涵盖。我印象深刻的是，书中通过大量的实例展示了如何利用Pspice来分析复杂的电路，并对比不同设计方案的优劣。这让我意识到，Pspice不仅仅是一个工具，更是一种强大的思维辅助，它能够帮助我们更有效地探索和理解电路的奥秘。

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