复杂介质中波传播、散射与辐射

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出版者:科学出版社
作者:金亚秋
出品人:
页数:476
译者:
出版时间:2004-12
价格:230.00元
装帧:
isbn号码:9787030124647
丛书系列:
图书标签:
  • 复杂介质
  • 波传播
  • 散射
  • 辐射
  • 电磁波
  • 光学
  • 声学
  • 数值模拟
  • 微波
  • 天线
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具体描述

《复杂介质中波传播、散射与辐射(英文版)》是WPSE国际会议上精选出30篇论文、论文作者均为国际著名学者,反映当今波散射与传播方面的最高水平。《复杂介质中波传播、散射与辐射(英文版)》由科学出版社出版。

《声学与材料科学前沿进展》 内容简介: 本书集结了当前声学与材料科学领域最具创新性和影响力的研究成果,旨在为相关领域的科研人员、工程师及高年级研究生提供一份详实、前沿的参考。内容涵盖了从基础理论探索到尖端技术应用的广泛范围,特别关注声音与物质相互作用的新兴交叉学科,以及由此衍生出的高性能材料设计与功能拓展。 第一部分:声波在新型材料中的传播特性 本部分深入探讨了声波在过去十年中涌现出的各类新型人工结构和智能材料中的传播行为。我们将考察: 多孔与泡沫材料: 除了传统的吸声机理,本书将重点分析微纳米尺度孔隙结构对声波传播的调控作用,包括声子晶体诱导的声学带隙现象,以及声阻抗匹配在宽频带吸声设计中的优化策略。我们将讨论如何利用3D打印等先进制造技术,精确构筑具有复杂内部结构的泡沫材料,以实现前所未有的声学性能。 超材料与负折射率材料: 本章将详细阐述声学超材料的概念及其设计原理。读者将了解到如何通过设计周期性亚波长结构单元,实现对声波的负折射、完美聚焦、隐身斗篷等奇异调控。此外,还将介绍基于局域共振机制的亚波长结构设计,以及其在低频隔声和吸声方面的潜力。 柔性与可穿戴声学器件材料: 随着可穿戴电子设备的兴起,对轻质、柔性且高性能的声学材料的需求日益增长。本部分将探讨如导电聚合物、压电薄膜、高分子凝胶等在制造柔性扬声器、麦克风、声学传感器等方面的应用。重点将放在材料的力学性能、电声转换效率以及长期稳定性上。 智能响应材料: 本章关注那些能够根据外部环境(如温度、湿度、电磁场、应力等)变化而改变声学特性的智能材料。我们将介绍形状记忆合金、温敏聚合物、磁致伸缩材料等在主动降噪、可调谐滤波以及传感器应用中的最新进展。 第二部分:声散射理论与应用 本部分聚焦于声波在介质界面与不规则结构中的散射现象,并探讨其在探测、成像及信号处理中的应用。 表面与内部散射: 我们将从麦氏散射理论出发,逐步深入到各种复杂几何形状和粗糙度表面的散射问题。内容将包括瑞利散射、米氏散射的近似方法,以及针对工程实际中常见散射体(如颗粒、纤维、多层结构)的数值模拟技术(如有限元法、边界元法、时域有限差分法)。 目标识别与成像: 声波散射是目标探测与识别的基础。本书将介绍基于散射特性的目标分类算法,以及各种超声成像技术,如合成孔径声成像(SAFT)、全息声成像(Holographic Imaging)及其在高分辨率成像和无损检测中的应用。 环境声学中的散射: 城市噪声传播、水下声呐探测以及大气声学研究都离不开对散射效应的理解。我们将分析海面、海底地形、大气湍流等对声波传播的影响,以及相关的散射模型和计算方法。 声表面波(SAW)与体波的相互作用: 在微机电器件(MEMS)和传感器设计中,声表面波与内部体波的转换与散射至关重要。本部分将探讨在压电晶体、薄膜等材料中,不同声波模式之间的耦合与能量传递机制。 第三部分:辐射声场与声源特性 本部分关注声源的辐射特性,以及如何利用声辐射理论来分析、控制和设计声场。 声源的偶极子、四极子与高阶模型: 本章将系统介绍各种基础声源模型的数学表述,并解释它们在描述不同类型噪声源(如振动表面、流体流动、机械运动)时的适用性。 辐射阻抗与声功率分析: 深入探讨声源表面与周围介质之间的相互作用,即辐射阻抗的概念,以及如何通过计算辐射阻抗来预测声源的声功率输出。这将是扬声器设计、机器噪声评估等领域的核心内容。 阵列声源与波束形成: 本部分将详细阐述多单元声源阵列的辐射特性,包括相干与非相干阵列的理论,以及如何通过改变各单元的相位和幅度来实现声束的指向性控制和声场聚焦。这将直接应用于定向声技术、声学隐身以及空间音频系统。 声辐射压力与声镊: 探索声波能量在介质中的动量传输,进而引发辐射压力。本章将介绍声镊技术的基本原理,以及如何利用聚焦的声场来操控微小颗粒,并展望其在生物医学、微流控等领域的潜在应用。 机器学习在声源识别与辐射建模中的应用: 结合最新的机器学习技术,探讨如何利用数据驱动的方法来识别复杂的声源类型,预测其辐射声场,以及优化声学设计。 本书力求通过理论的严谨性、方法的先进性与应用的广泛性,为读者提供一个全面了解声学与材料科学交叉领域最新进展的窗口。本书内容紧密联系实际工程问题,并辅以丰富的计算实例和仿真结果,希望能激发读者在探索声学奥秘和创造高性能材料方面的灵感。

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读后感

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我花了数周时间,尝试理解书中的一些基础章节,坦白说,初期阅读体验是相当“硬核”的。作者似乎对读者的背景知识预设了一个很高的起点,开篇就直接跳入了许多高阶的傅里叶分析和矢量微积分的框架内,没有过多冗余的背景铺垫,直接将我们置于问题的核心地带。那种感觉就像是直接被推到了一个高速运转的实验室中央,周围充满了陌生的仪器和复杂的参数。理解其中的一些关键的微分方程组时,我不得不频繁地查阅参考书上的补充材料,这本书的“自洽性”有待商榷,它更倾向于作为一个深度研究者的笔记或前沿课题的总结,而不是一本面向大众的教材。但一旦跨过了最初的陡峭坡,随着对模型建立和求解方法的逐渐熟悉,那种豁然开朗的成就感是无与伦比的。它迫使你调动起所有相关的知识储备,进行全方位的逻辑重构,这对于提升解决实际工程问题的能力,无疑是一剂强效的“催化剂”。

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这本书的装帧设计颇具匠心,封面采用了一种深邃的靛蓝色,上面用烫金工艺勾勒出了一些看似抽象却又隐约能让人联想到电磁波在复杂环境中穿梭的图腾,这种视觉上的冲击力,无疑为这本书增添了几分神秘与专业的气息。我是在一家老旧的书店里偶然发现它的,当时它静静地躺在物理学专区的角落,与其他热门书籍相比显得低调而内敛。翻开内页,纸张的质地非常考究,手感温润,即便是长时间阅读也不会感到视觉疲劳,这对于一本需要反复研读的专业书籍来说,简直是莫大的福音。印刷的清晰度也无可挑剔,图表和公式的排版布局极为合理,即便是复杂的数学表达式,也能一眼看出其逻辑脉络,这大大降低了初学者理解抽象概念的门槛。光是这份沉甸甸的“物感”,就足以让人感受到作者团队对知识载体本身的尊重,它绝不是那种仓促付印、内容堆砌的速成品,而更像是一件经过精心打磨的艺术品,光是放在书架上,都能散发出一种宁静而深邃的学术气息,让人不由自主地想去探究其中蕴含的奥秘。

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我尝试将书中的某些章节内容,与其他几本我收藏的经典光学著作进行横向对比,发现这本书在处理“多尺度耦合效应”方面的视角非常独特。它似乎并不满足于传统的单尺度分析,而是着力于构建一个能够容纳宏观几何形貌与微观材料属性相互作用的统一框架。这种跨越尺度的思维方式,是这本书区别于其他同类书籍的最大亮点。它迫使我重新审视一些看似已经解决的问题,比如在远场散射计算中,如何更有效地引入近场的边界条件影响,以提高预测精度。书中的某些论述甚至带有很强的个人色彩和前瞻性,虽然有些结论可能尚未完全被主流学界采纳,但其大胆的假设和严谨的数学论证,为未来的研究方向提供了极具启发性的思考火花,让人感受到作者深厚的学术功底和不拘一格的创新精神。

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从语言风格上来看,这本书的行文风格极其严谨,几乎没有使用任何修饰性的词汇,每一个句子都像是一块精确切割的砖石,直接构建起知识的结构。作者的叙述方式非常“去人性化”,缺乏一般科普读物中常见的幽默感或类比引导,全篇充斥着高度浓缩的专业术语和严密的逻辑链条。这使得阅读过程充满了挑战,稍有走神,就可能遗漏关键的推导步骤。我甚至怀疑作者在撰写过程中,是否刻意排除了所有可能分散读者注意力的因素。这种极端化的专注,虽然对那些心智成熟、目标明确的专业人士是高效的,但对于想要入门的新手来说,无异于在沙漠中寻找一条没有路标的捷径,每一步都需要付出极大的心智努力去辨认和确认方向。

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这本书的真正价值,或许体现在那些罕见的案例分析和数值模拟结果的展示上。我尤其对其中关于“亚表面散射”那一节印象深刻,它不仅仅是停留在理论的推导上,而是非常细致地描绘了如何将理论模型应用于实际的材料测试中,比如对特定高分子复合材料的非均匀结构进行波的响应预测。书中提供的那些图形和数据可视化做得非常出色,那些三维的、色彩渐变的渲染图,清晰地揭示了波束在遇到不规则界面时的能量重分配路径,这在很多同类书籍中是难以找到的深度和细节。它似乎在告诉读者:理论是骨架,而这些精细的模拟结果才是赋予它血肉的关键。这种将纯粹数学与工程实践紧密结合的方式,极大地激发了我对后续实验验证的兴趣,让人看到了理论指导实践的切实路径,而非仅仅停留在纸面上的空中楼阁。

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