非线性与量子光学(第二版)

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出版者:科学出版社
作者:谭维翰
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:2000-11-01
价格:56.0
装帧:
isbn号码:9787030082619
丛书系列:
图书标签:
  • 宇宙
  • 非线性光学
  • 量子光学
  • 光学物理
  • 第二版
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具体描述

本书从光与物质相互作用的非线性与量子性出发,对20多年来在非线性与量子光学领域中的最新研究成果给予了从实验到理论的系统介绍.前五章主要偏重基础理论,包括非线性介质中的波、光与物质相互作用的经典与量子理论,二能级、三能级密度矩阵,原子缀饰态,激光振荡理论等;后五章主要介绍最新发展,包括光的相干与统计性质,共振荧光与微腔的Q.E.D,激光偏转原子束,超短脉冲传输与锁定以及光学噪声分合与混饨.

经典力学与高等数学:理论基础与应用拓展 书籍简介 本书旨在为物理学、工程学及相关领域的学生和研究人员提供一套严谨、深入的经典力学和高等数学的综合性教材。全书结构清晰,内容覆盖面广,既注重理论的严密性,又强调数学工具在物理问题解决中的实际应用。我们深知,扎实的数学基础是理解和掌握现代物理学(如量子力学、电动力学乃至更前沿的领域)的基石,而经典力学则是所有力学理论的逻辑起点和思想源泉。因此,本书力求在两者之间架起一座坚实的桥梁。 第一部分:经典力学——结构与洞察 本部分系统地回顾和深化了牛顿力学的基础,并在此基础上,引入了拉格朗日力学和哈密顿力学这两个更具普适性和内在美感的理论框架。 第一章:牛顿体系的再审视与工具箱 本章首先从运动学的基本概念出发,包括瞬时速度、加速度的精确定义,并引入了矢量分析在三维空间中描述运动的必要性。我们详细探讨了功、能、动量和角动量的守恒定律,并强调了这些守恒量在分析复杂系统时的核心地位。特别地,本章引入了惯性系与非惯性系的变换,并对科里奥利力和离心力等“虚拟力”进行了细致的物理图像解释,为后续的拉格朗日表述做铺垫。对刚体的运动学描述,如欧拉角、转动张量和转动惯量,进行了详尽的几何与代数处理。 第二章:变分原理与拉格朗日力学 本章是全书结构上的一个重要转折点。我们从几何光学中的费马原理类比出发,系统阐述了Hamilton’s Principle(哈密顿原理)和最小作用量原理。随后,详细推导了拉格朗日量 $L = T - V$ 的构建方法,并严格推导出欧拉-拉格朗日方程。通过大量实例,包括单摆、双摆(展示其混沌行为的初步迹象)、耦合振子系统、以及在非惯性系中的粒子运动,读者将深刻体会到拉格朗日形式在处理约束问题时的简洁和高效。本章还专门讨论了与对称性相关的诺特定理(Noether's Theorem)的物理意义及其数学推导,揭示了能量、动量和角动量守恒的深层根源。 第三章:规范变换与哈密顿力学 基于拉格朗日力学,本章引入了正则坐标和正则动量,并通过勒让德变换,构造了哈密顿量 $H = sum_i p_i dot{q}_i - L$。哈密顿方程的结构清晰,是动力学演化的核心方程。我们详细探讨了相空间的概念,并展示了哈密顿力学在分析保守系统和周期运动中的优势。规范变换(Canonical Transformations)是本章的另一重点,通过生成函数理论,我们探讨了如何通过变换简化系统的动力学方程。本章的最后,引入了泊松括号(Poisson Brackets)的概念,并将其与量子力学中的对易关系联系起来,为后续理论的衔接埋下伏笔。 第四章:经典场论初步 为了拓宽视野,本章简要介绍了经典场(如电磁场)的拉格朗日表述。我们从场的运动方程(如麦克斯韦方程组)出发,推导了相应的拉格朗日密度,并应用欧拉-拉格朗日方程(推广到场的形式)来验证其正确性。这部分内容旨在向读者展示变分原理的普适性,使其能够将所学的力学方法迁移到更广阔的物理学领域。 第二部分:高等数学——物理学的语言与工具 本部分并非传统意义上的数学教材的全面复述,而是精选了与经典力学、电磁学和初步量子化理论高度相关的数学工具,并以物理应用为导向进行阐述。 第五章:线性代数与矩阵方法 本章专注于物理学中最核心的线性代数工具。从向量空间、线性映射和基变换开始,我们深入研究了矩阵的对角化,特别是特征值和特征向量的物理意义(例如,在振动分析中对应于简正模)。对称矩阵在正交变换下的分解,以及二次型(二次能量形式)在物理中的应用被详尽讲解。本章的例子集中在惯量张量的对角化和振动分析中的矩阵求解。 第六章:常微分方程与级数解法 本章重点关注物理模型中普遍出现的常微分方程(ODE)。我们从一阶和二阶线性ODE的解析解法(如变量分离法、积分因子法)入手。随后,我们将精力集中在特殊函数解法上,包括无穷级数展开法。通过详细推导勒让德方程、贝塞尔方程的幂级数解,并介绍生成函数和递推关系,使读者能熟练处理边界条件下的物理问题,如球坐标系下的势场问题。 第七章:偏微分方程——波动与势 本章引入了描述场和波动的偏微分方程(PDE)。我们详细讲解了分离变量法在求解拉普拉斯方程、泊松方程(静电学基础)以及一维波动方程中的应用。以三维拉普拉斯方程在球坐标系下的求解为例,展示了如何结合常微分方程的知识来获得完整的解。对泊松方程的格林函数方法进行了初步介绍,强调其作为求解特定问题的强大工具的地位。 第八章:傅里叶分析与积分变换 傅里叶分析是现代物理学不可或缺的工具。本章从傅里叶级数开始,系统推导了傅里叶积分的定义及其在周期函数和非周期函数分析中的作用。我们深入探讨了傅里叶变换的性质,特别是卷积定理和微分散性的应用。最后,引入了拉普拉斯变换,重点演示其在求解非齐次线性微分方程(特别是在暂态分析中)时的便捷性。 本书特色 本书的编排逻辑是“物理问题驱动数学工具”,每一数学工具的引入都紧密结合了经典力学或相关物理背景中的具体挑战。通过大量的例题和具有挑战性的习题,读者不仅能掌握高深的概念,更能培养运用数学语言精确描述物理世界的直觉和能力。本书旨在培养学生独立思考和解决复杂物理问题的能力,为他们未来深入研究更抽象的领域做好充分准备。

作者简介

目录信息

第一章非线性介质中的波
1.1波的传播与波追赶
1.2线性波
1.3非线性波
1.4耗散波、激波与色散波
1.5波的自聚与非线性Schr dinger方程
1.6自感透明现象与sine Gordon方程
1.7三波相互作用
1.8非线性相互作用中的孤立波理论
1.8.1关于孤立波的记载
1.8.2逆散射方法
1.8.3二分量孤立波方程
1.8.4直接解孤立波方程法
1.9
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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我一直对光学的研究充满热情,特别是当它与非线性现象和量子力学相结合时,那种神奇的化学反应更是让我着迷。《非线性与量子光学(第二版)》这本书,单从名字上就足以勾起我的兴趣。我并非这个领域的专业研究者,更多的是一个对科学充满好奇的学习者,我渴望能够通过一本高质量的书籍,构建起对这两个领域的完整认识。非线性光学,在我看来,就像是给光施加了魔法,让它能够改变自身的频率、方向,甚至创造出新的光,这是一种多么令人惊叹的力量!而量子光学,则让我们窥探到光的微观世界,理解光子是如何独立存在的,它们之间又有着怎样的联系,量子纠缠更是如同科幻小说中的场景,却真实地存在于物理世界。我希望这本书能够用一种循序渐进的方式,带领我这个“门外汉”一步步走进这个充满智慧的殿堂。我期待它能从最基础的概念讲起,比如介质的非线性极化率,光子的统计分布,然后逐步深入到复杂的理论模型和前沿的研究方向。我更希望书中能够穿插一些生动有趣的例子,或者是一些经典的实验,来帮助我更好地理解那些抽象的物理概念。这本书的第二版,意味着它可能已经经过了时间的检验和内容的更新,这让我对它的可信度和实用性更加看好。我希望通过阅读它,能够对非线性光学和量子光学有一个更深刻的理解,并激发出我更多的学习和探索的动力,甚至能够为我未来的学习和职业生涯指明方向。

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在我对物理世界的好奇心驱使下,我总是不自觉地被那些能够解释宏观现象背后的微观机制的理论所吸引,而光学,特别是当它与非线性效应和量子力学相结合时,就呈现出一种独特的魅力。《非线性与量子光学(第二版)》这本书,仅凭其扎实的命名,就足以让我对它产生浓厚的兴趣。我并非是这个领域的研究者,更像是一名渴望知识的求知者,我希望通过这本著作,能够搭建起我对非线性光学和量子光学这两个方向的认知框架。非线性光学,在我看来,是光学领域中“力量”的体现,它让光在强大的能量作用下,展现出非凡的能力,比如改变自身的频率、方向,甚至能够“自说自话”地改变介质的性质,这些都是理解和应用强激光技术的关键。而量子光学,则让我们得以窥探光最本质的“粒子性”和“神秘性”,光子不再是连续的光波,而是具有独特统计特性的量子,它们的“叠加”和“纠缠”更是开启了量子信息时代的大门。我期待这本书能够用一种清晰、易懂的方式,将这两个看似独立但又紧密相连的领域有机地融合在一起。我希望它能从基础概念入手,逐步深入到复杂的理论模型,并能穿插一些生动形象的例子和经典的实验,帮助我理解那些抽象的物理原理。对于我来说,这本书的价值不仅在于知识的传递,更在于能够激发我对科学的更深层次的理解和探索的热情,也许它还能为我未来的学习方向提供一些重要的启示。

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作为一名对物理学前沿领域保持高度关注的科学爱好者,我一直对光学领域中那些挑战直觉、又充满潜力的分支特别感兴趣。《非线性与量子光学(第二版)》这本书,无疑是这样一个引人注目的选题。我曾接触过一些关于这两个独立领域的书籍,但总觉得它们之间似乎缺乏一个更系统、更深入的联系。非线性光学,研究的是在强激光场作用下,介质的响应不再与入射光强度成比例,从而引发一系列新颖的光学现象,例如倍频、变频、自聚焦等,这些现象在激光技术、光通信等领域有着广泛的应用。而量子光学,则聚焦于光的量子本性,以及光与物质的量子相互作用,如光子的统计性质、量子相干性、量子纠缠等,它们是构建量子信息技术的基础。我非常期待这本第二版书籍能够有效地将这两大领域融会贯通,揭示它们之间更深层次的联系,例如如何利用非线性光学方法产生和操纵量子光态,或者如何利用量子效应增强非线性光学过程。我希望这本书能够提供清晰的理论阐述,严谨的数学推导,以及对相关实验技术和前沿研究方向的介绍,以便我能够对这些内容有一个全面而深刻的理解,并从中获得启发,为更深入的学习和研究打下基础。

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这本书的书名是《非线性与量子光学(第二版)》。 刚拿到这本《非线性与量子光学(第二版)》,首先映入眼帘的是厚实而沉稳的装帧,纸张的触感也相当不错,散发着淡淡的油墨香,这本身就是一种阅读的仪式感。尽管我尚未深入到具体的章节内容,但仅从前言和目录结构来看,就能感受到作者团队在梳理和呈现这个庞大而精深领域时的用心。非线性光学和量子光学,这两个分支本身就充满了迷人的挑战,它们触及了光与物质相互作用的本质,也预示着未来科技发展的无限可能。从目录中可以看到,本书涵盖了从基础理论的阐述,例如经典非线性光学效应的描述,到量子光学中的核心概念,如光子统计、相干性、量子纠缠等。更令我期待的是,书中似乎还涉及了一些更前沿的应用领域,比如光量子计算、量子通信、精密测量等方面,这让我觉得这本书不仅仅是理论的堆砌,更是一扇通往实践和创新的大门。我是一名在光学领域有所涉猎的研究生,一直以来都对这两个方向充满了好奇和探索的欲望,但往往苦于找不到一本能够系统性地、深入浅出地讲解所有关键概念的书籍。很多时候,即使是同一个概念,在不同的文献中也会有不同的表述方式,这难免会让人感到困惑。而《非线性与量子光学(第二版)》的出现,仿佛为我扫清了前路的迷雾。这本书的编排逻辑似乎也经过了精心的设计,从基础到进阶,循序渐进,力求让读者能够逐步建立起完整的知识体系。我非常期待能够从这本书中学习到更多关于光场调控、非线性过程的物理机制,以及如何利用量子力学的原理来描述和操控光。这本书的出版,对于我来说,无疑是一次难得的学习机会,我迫不及待地想要翻开它,开始这段充满智慧的旅程。

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我一直对光在不同条件下的奇异表现感到着迷,尤其是当光与物质的相互作用不再是简单的线性关系时,那种复杂的、充满创造性的现象更是吸引着我。《非线性与量子光学(第二版)》这本书,单看书名就充满了吸引力。我是一名在相关领域有一定基础的学生,一直希望能够找到一本能够将经典非线性光学和现代量子光学有机融合,并能够反映最新发展趋势的书籍。非线性光学,在我看来,是理解光与物质互动中“力量”的体现,强光引发的频率转换、相位调控等,是许多光学器件和技术的基础。而量子光学,则是让我们看到了光的“粒子性”和“神秘性”,量子纠缠、量子叠加等概念,更是打开了通往量子信息时代的大门。我期待这本书能够清晰地梳理这两个领域的核心概念,并深入浅出地解释其中的物理原理。我尤其关注书中是如何将宏观的非线性光学现象与微观的量子效应联系起来的。例如,如何通过非线性过程产生单光子源,或者如何利用量子相干性来增强非线性光学信号。我希望这本书不仅能够提供扎实的理论基础,更能展示一些前沿的研究进展和应用案例,比如在量子计算、量子通信、光存储以及超快动力学研究等方面的应用。对于我而言,这本书不仅是知识的宝库,更是激发我科研灵感的源泉,我期待它能够帮助我更好地理解这个既经典又充满现代活力的研究领域。

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对于我这样的一个研究者而言,一本能够提供扎实理论基础并兼顾前沿进展的著作是至关重要的。《非线性与量子光学(第二版)》这本书,尽管我还没有深入阅读,但从其内容涵盖的广度和深度来看,它无疑是一部值得深入研究的学术专著。非线性光学,顾名思义,研究的是在强光场作用下,介质的响应不再与光场强度成线性关系,从而产生一系列新奇的光学现象,如频率转换、相位共轭等。而量子光学,则是将量子力学的原理应用于光与物质的相互作用,揭示光的量子本性,如光子的离散性、量子叠加和量子纠缠等。这两者都是现代物理学和光学研究的重要分支,它们之间的结合更是催生了许多突破性的技术,比如量子通信、量子计算、高精度传感等。我尤其好奇书中是如何处理这两个领域之间的联系和区别的,以及是如何从经典光学过渡到量子光学的。我希望书中不仅能提供详实的理论推导,更能展示一些实际的实验装置和测量方法,以及最新的研究成果和应用方向。例如,在非线性光学方面,我希望了解更先进的频率梳技术、超快光学现象的描述等;在量子光学方面,我希望能看到关于固态量子光源、量子存储、量子精密测量等方面的最新进展。这本书的出版,对于我来说,无疑是提供了一个系统学习和深入理解这两个重要领域的机会,我非常期待能够从中获得启发,并将学到的知识应用于我的研究工作中。

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我是一名对光物理充满好奇的研究生,一直在寻找一本能够系统性地阐述非线性光学和量子光学核心概念的著作。《非线性与量子光学(第二版)》这本书,从其书名本身就展现出了其内容的深度和前沿性。在我看来,非线性光学是研究光在强场作用下,介质响应不再遵循线性规律而产生的各种光学现象,例如频率转换、光致折射率变化等,这些都是理解许多现代光学技术的基础。而量子光学,则是运用量子力学的原理来描述和理解光的行为,例如光子的统计性质、量子相干性、量子纠缠以及光与物质的量子相互作用,这些是实现量子信息技术的核心。我特别希望这本书能够将这两个领域有机地结合起来,展示它们之间的内在联系,并从中引出一些前沿的研究方向和应用。例如,如何利用非线性光学过程产生和操控量子光场,或者如何利用量子光学原理来增强非线性光学效应。我期待书中能够提供清晰的物理图像和严谨的数学推导,并且能够涵盖一些经典的实验和最新的研究进展。我希望通过阅读这本书,能够对非线性光学和量子光学有一个更为全面和深入的理解,从而为我未来的研究工作打下坚实的基础,并能够激发我探索更多未知领域的热情。

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我一直对能够揭示自然界基本规律的学科充满敬畏,而光学,尤其是其与非线性现象和量子力学的交叉领域,更是让我着迷。《非线性与量子光学(第二版)》这本书,从其标题就传递出一种严谨与前沿并存的气息。我是一名对光学有浓厚兴趣的学生,渴望能够通过一本权威的著作,系统地掌握这一领域的核心知识。非线性光学,在我看来,是对经典光学理论的一次深刻的拓展,它揭示了当光强足够大时,物质的响应会变得异常复杂,从而产生诸如频率混合、相位共轭等一系列奇妙的光学现象。而量子光学,则是将量子力学的深刻洞察应用于光的研究,揭示了光的粒子性、量子相干性以及量子纠缠等颠覆性的概念,这些概念不仅刷新了我们对光的认知,更是量子信息技术发展的基石。我尤其期待这本书能够清晰地阐述这两个领域之间的联系与区别,以及它们是如何协同作用,催生出众多前沿技术。例如,如何利用非线性光学效应来制备和操控量子态,或者如何利用量子光学原理来增强非线性光学信号的探测。我希望书中能够提供详细的理论推导、精美的数学描述,以及对重要实验和最新研究进展的介绍,从而帮助我构建起一个全面而深入的知识体系,并激发我未来在该领域深入探索的动力。

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作为一个长期关注光学技术发展的爱好者,我一直觉得非线性光学和量子光学是现代物理学中最具魅力和潜力的两个研究方向。它们不仅揭示了光与物质相互作用的深层奥秘,更孕育了无数颠覆性的技术应用。初次接触《非线性与量子光学(第二版)》这本书,虽然还没有来得及细读,但单凭其厚重的分量和严谨的目录,就足以让我感受到其内容的深度和广度。我特别关注书中对于非线性光学效应的梳理,比如二次谐波产生、三次谐波产生、自聚焦、相位匹配等现象,这些都是理解非线性光学现象的关键。同时,我也非常期待了解书中如何将量子力学的概念引入到光学研究中,例如光子的统计性质、相干态、压缩态以及量子纠缠等。这些量子现象不仅是现代光学研究的前沿,更是未来量子信息技术的核心驱动力。我脑海中一直萦绕着一个问题:如何才能更好地理解并掌握这些复杂的物理原理?很多时候,一本好的教材或参考书能够起到事半功倍的作用。从网上的一些初步信息来看,这本书在第二版中对内容进行了更新和补充,这让我对它更加充满期待。我希望它能够提供清晰的物理图像、严谨的数学推导,并且能够穿插一些最新的研究进展和应用实例,这样才能真正激发读者的学习兴趣并提升学习效果。我一直认为,科学的学习过程应该是一个不断发现新知识、解决新问题的过程,而一本优秀的著作,正是引导我们走过这条道路的灯塔。这本书能否成为我探索非线性与量子光学世界的得力助手,我拭目以待。

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在我看来,物理学的魅力很大程度上在于它能够解释我们所能观察到的世界,并预测那些我们尚未发现的现象。而光学,特别是当它涉及到非线性行为和量子原理时,简直就是将这种魅力推向了极致。《非线性与量子光学(第二版)》这本书,光是书名就让我感受到它所承载的知识分量和研究深度。我虽然不是该领域的专家,但对其中的概念一直充满着探索欲。非线性光学,让我想到了光不再是那个温顺的粒子,而是能够以意想不到的方式改变自身,或者改变它所处的介质,这就像是一种“光魔法”,它能实现频率的转换、路径的弯曲,甚至还能创造出全新的光源,这些都为许多前沿科技提供了支撑。而量子光学,则让我们得以一窥光在最微观层面的运作方式,光子不再是简单的光束,而是具有独特统计性质的量子实体,它们之间的“纠缠”更是匪夷所思,却又是未来信息技术的核心。我非常希望这本书能够提供一个清晰的学习路径,从基础的物理概念出发,逐步深入到复杂而迷人的理论模型。我期待它能够解释那些令人惊叹的非线性光学效应背后的物理机制,并展示如何用量子力学的框架来理解光的本质。更重要的是,我希望它能为我揭示这两个领域如何相互交织,共同推动科学技术的进步,例如在超快动力学、量子计算、量子通信等方面的应用。这本书对我而言,不仅是一次知识的汲取,更是一次思维的拓展,一次对物理世界更深层奥秘的探寻。

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