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出版者:上海辞书出版社
作者:夏兰娣编
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:1900-01-01
价格:20.00
装帧:平装
isbn号码:9787532614271
丛书系列:
图书标签:
  • 数据分析
  • 综合
  • 图书
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具体描述

现代光学与量子信息导论 作者:张伟 教授 出版社:高等教育出版社 ISBN:978-7-04-058912-3 页数:650页 --- 内容简介 本书是一部面向物理学、光电子学、信息科学等相关专业高年级本科生及研究生的综合性教材与参考书。它系统、深入地阐述了现代光学领域的经典基础理论,并前沿性地涵盖了当前研究热点——量子信息科学的核心概念与基本框架。全书结构严谨,逻辑清晰,力求在理论深度与工程应用之间取得良好的平衡。 第一部分:经典光学基础的深化 本书的开篇部分着重于巩固和深化读者对经典电磁波理论在光学现象中应用的理解。 第一章:电磁波的传播与调控 本章从麦克斯韦方程组出发,回顾了光作为横电磁波的基本性质。重点讲解了在各向异性介质(如晶体)中的光的传播,包括双折射现象、波带片的设计原理及其在偏振控制中的应用。对菲涅尔椭圆偏振理论进行了详细推导,并讨论了反射和折射定律在不同入射角下的精确描述,引入了惠更斯-菲涅尔原理在衍射分析中的严格应用。 第二章:傅里叶光学与成像理论 傅里叶光学是现代光学分析的核心工具。本章详细介绍了傅里叶变换在光场传播、透镜成像系统分析中的应用。我们深入探讨了光学系统的脉冲响应函数(PSF)、传递函数(OTF/MTF)的概念,并利用这些工具对各种像差(如球面像差、彗差、像散)的几何光学和物理光学描述进行了对比分析。重点内容包括全息成像的理论基础、数字全息术的重建算法,以及光栅衍射的高级应用,如色散元件和空间滤波技术。 第三章:激光与物质相互作用 本部分聚焦于相干光源——激光器的原理。详细阐述了受激辐射的基本理论,爱因斯坦系数的物理意义,以及激光振荡、增益、阈值等核心概念。章节涵盖了不同类型的激光器(气体激光器、半导体激光器、固体激光器)的工作原理及特性。此外,还专门探讨了激光与物质相互作用的非线性效应,如高次谐波产生(SHG, THG)、自相位调制(SPM)和克尔效应,这些是非线性光学和超快光学的基础。 第四章:光纤光学与导波 光纤作为现代通信和传感的核心元件,其理论分析至关重要。本章从模式理论入手,详细分析了阶跃指数光纤和渐变指数光纤中的光场分布与模态传播特性。重点讨论了色散(群速色散和材料色散)的精确计算及其对光信号传输速率的限制。此外,还引入了光纤非线性效应,如受激拉曼散射(SRS)和受激布里渊散射(SBS),以及光孤子的产生和稳定传输条件。 第二部分:量子信息与光子的新范式 在掌握经典光学的基础上,本书转向现代物理学的前沿领域——量子光学和量子信息科学,探讨光子在信息处理中的潜力。 第五章:量子光学基础:光子的量子特性 本章为深入理解量子信息奠定了必要的量子力学基础。首先回顾了量子力学的基本公设,引入了光场的量子化描述——电磁场的零点能、光子算符、产生和湮灭算符。详细分析了相干态(相干光)的特性及其与经典光的区别,并引入了压缩态的概念,解释了如何通过压缩态来降低特定方向上的量子噪声(居 نقصان性噪声)。 第六章:光场探测与量子噪声 对光场的测量是量子光学区别于经典光学的关键。本章探讨了各种光电探测器的基本原理,特别是量子效率和响应时间。重点解析了量子噪声的来源,包括散粒噪声和内禀噪声。对真空涨落如何导致散粒噪声进行了详细推导,并引入了“标准量子极限”(SQL)的概念。此外,还介绍了光子统计(如泊松分布、反聚束现象)在区分经典光和量子光中的作用。 第七章:量子纠缠与基本量子操作 量子纠缠是量子信息处理的核心资源。本章清晰定义了量子比特(Qubit)的概念,并着重讲解了双光子系统的量子态描述,如贝尔态的构造。详细介绍了主要的量子门操作,特别是单比特旋转门和双比特受控非门(CNOT)在光子系统中的实现方式(如基于分束器和光子探测器的线路模型)。通过线性光学元件实现通用量子计算的理论可行性被充分讨论。 第八章:量子通信与量子密钥分发(QKD) 本章将理论应用于实际的量子信息技术。详细介绍了基于量子力学原理的安全性保障机制。重点阐述了BB84协议、Ekert91(E91)协议的完整流程、数学原理和抗窃听能力。讨论了QKD系统中面临的实际挑战,如光纤损耗、探测器效率和系统误差率的控制。此外,还简要介绍了量子隐形传态(Quantum Teleportation)的基本原理及其在构建未来量子网络中的作用。 第九章:腔量子电动力学(Cavity QED) 本书的最后一部分聚焦于光与物质在高度受限环境下的强耦合现象。详细介绍了微腔结构(如法布里-珀罗腔)对光场模式的限制作用。重点分析了单原子与单光子在腔内相互作用的基本模型——Jaynes-Cummings(JC)模型及其在强耦合(Rabi振荡)和弱耦合(荧光线型展宽)区域的表现。Cavity QED在量子存储、单光子源以及固态量子计算中的潜在应用被作为未来研究方向进行展望。 --- 本书特色: 1. 理论与前沿结合: 平衡了麦克斯韦方程组到量子比特表示的过渡,确保读者既掌握经典光学工具,又能理解量子光学的深刻内涵。 2. 数学严谨性: 所有关键公式均提供完整的推导过程,适合需要进行深入理论研究的读者。 3. 丰富的应用实例: 穿插了激光技术、光纤通信、量子加密等工程领域的最新进展,增强了知识的实用性和趣味性。 4. 适合自学: 结构化清晰,每章末附有不同难度的习题,便于读者检验学习成果。

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读后感

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用户评价

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这本书在我书架上躺了有一段时间了,最近才终于下定决心系统地研读一遍。与其他同类书籍相比,它最独特的地方在于对“解题思维的迁移性”的探讨。作者似乎非常注重培养读者一种“举一反三”的能力。他不是简单地告诉你“这道题用A方法”,而是会对比几种可能的解法,分析每种方法的适用场景和局限性。比如,在讲解数列求和的问题时,他详细对比了“错位相减法”和“裂项相消法”在不同数列结构下的优劣,这种对比分析的视角非常有助于拓宽思路。我特别喜欢其中关于“参数化解题”的章节,它提供了一种非常强大的工具,可以将原本复杂的、多变量的问题转化为更易于处理的单变量或双变量模型。这本书的语言风格是沉稳且富有洞察力的,没有太多浮夸的修饰词,完全是以一种“数学家”的口吻在与读者对话。唯一的遗憾是,配套的电子资源似乎不太完善,如果能提供一些动态的解题演示,来展示那些复杂的几何构造过程,那就更完美了,毕竟有些三维空间想象需要更直观的辅助。

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说实话,我买这本书的时候,对它抱有的期望是“能帮我把那些看起来花里胡哨的压轴题搞明白”。但实际使用体验下来,发现它更像是一本“应试技巧的提升手册”,而非深奥的数学理论专著。这本书的排版很清晰,尤其是那些需要画图辅助理解的题目,图示都非常规范、准确。我特别喜欢它在每章节末尾设置的“易错点分析”,很多都是我平时做题时忽略的细节,比如不等式取等号的条件、反函数定义域的边界处理等等,这些小地方在高强度考试中恰恰是失分的关键。不过,这本书的难度梯度设置似乎有点“跳跃性”。前几部分题目的难度平稳上升,但突然间,最后一章的几道几何大题,难度直接飙升到了奥赛的边缘,让我感觉像是突然从平地被拽到了悬崖边上,有点措手不及。也许作者的本意是想展示一下数学思维的上限,但对于一个目标是稳定上重点高中的学生来说,这种突然的“劝退式”难度可能会打击积极性。总体来说,它是一把锋利的“手术刀”,适合用来做精准打击,但不适合拿来做日常的“热身运动”。

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最近沉迷于研究那些能让人瞬间“开窍”的学习资料,这本数学综合题集就是其中之一。它最让我感到惊喜的是对“模型化解题”的强调。市面上的很多复习资料都只是堆砌题海,让你疲于奔命地去刷题,而这本书却在试图构建一套解决复杂数学问题的通用框架。比如,在处理那些涉及多个变量的实际问题时,作者巧妙地引入了几种常见的思维模型,比如“数形结合的极限转化法”或者“分类讨论的穷举优化法”。这些模型不是凭空出现的,而是通过对几十道经典难题的剖析,提炼出来的“内功心法”。我花了整整一个下午的时间,专门去啃它关于解析几何中“定点、定值”问题的解法,那种豁然开朗的感觉,真的比单纯做对一道题要过瘾得多。当然,对于那些特别追求速度的同学来说,这本书的讲解可能略显啰嗦和哲学化,但对于我这种喜欢刨根问底、追求“知其所以然”的学习者来说,简直是雪中送炭,让我对中考数学的理解上升到了一个新的层次。

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这本《华胜中考数学综合题》的封面设计倒是挺吸引眼球的,采用了比较简洁的蓝白配色,给人一种专业又清爽的感觉。我当时买它主要是冲着“综合题”这三个字去的,因为总觉得基础知识掌握得不错,但一到复杂的、需要综合运用多个知识点的题目就容易卡壳。翻开目录,内容覆盖面确实挺广,从几何证明到函数应用,再到概率统计的难题都有涉猎。不过说实话,一开始看例题解析的时候,感觉讲解的深度对于我这种“中等偏上”的水平来说,略显基础了点,很多步骤跳得比较快,像是默认读者已经对某些基本定理了然于胸。倒是后面的“错题归纳”部分,我个人觉得很有价值,它没有直接给出答案,而是引导你去思考“为什么会错”以及“如何避免再错”,这种教学思路我非常欣赏,它更注重思维训练而非死记硬背公式。总体而言,它更像是一本为已经打好基础,想冲击高分的学生准备的“精进宝典”,而不是给基础薄弱者“补课”的教材。我希望它能在解析上再多一点“心路历程”的描绘,那就完美了。

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这本书给我的感觉是“干货满满,但需要耐心消化”。我一直以为中考数学的综合题无非就是对基础知识的复杂组合,但阅读了这本书的某些章节后,我才发现自己对某些知识点的理解是多么的片面和肤浅。比如,关于二次函数与一次函数图像交点个数的讨论,这本书用一种非常严谨的代数方法,结合图像的几何意义,给出了一个统一的判别标准,这比我之前在学校学到的那种零散的知识点要系统得多。作者在阐述每一个结论时,都力求给出完整的逻辑链条,几乎没有那种“你只需要记住这个公式”的武断论断。但这种严谨性也带来了阅读上的挑战,有时为了理解一个推导过程,我需要反复阅读好几遍,甚至需要自己动手把所有的变量都代入验证一遍,这极大地考验了读者的专注力和毅力。因此,如果你的时间非常紧张,或者更倾向于通过大量练习来巩固知识,这本书可能不是最高效的选择;但如果你愿意静下心来,追求对数学思维的深层次理解,那么这本书绝对是值得你投入精力的宝藏。

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