大学物理实验

大学物理实验 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:哈尔滨工业大学出版社
作者:侯宪春等
出品人:
页数:206
译者:
出版时间:2005-1
价格:19.00元
装帧:平装
isbn号码:9787560321318
丛书系列:
图书标签:
  • 大学物理
  • 物理实验
  • 实验教学
  • 高等教育
  • 理工科
  • 物理学
  • 实验报告
  • 教学参考书
  • 大学生
  • 实践教学
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具体描述

《大学物理实验》是根据高等学校本科《物理实验课程教学基本要求》,结合实验室的实际情况,在物理实验教师的长期教学实践基础上编写的。

内容有力学、热学、电磁学、光学和近代物理等33个基础实验、10个设计性实验和计算机仿真物理实验。实验原理叙述清楚,公式推导完整,实验步骤简明扼要。《大学物理实验》开头介绍了实验规划、有效数字、数据处理、基本实验方法和基本量的测量等。实验开头有提要,介绍了实验的重要意义;末尾有思考题,供学生预习或小结用。实验内容照顾了目前大多数学学校的现有设备。

《大学物理实验》可作为非物理专业学生物理实验课教材,也可供教师参考。

《现代光学导论:从几何到量子》 图书简介 本书旨在为物理、工程、材料科学以及相关学科的本科高年级学生和研究生提供一套全面、深入且与时俱进的光学知识体系。我们深知,现代科学研究与工业应用已不再局限于经典的光学范畴,而是以前所未有的深度和广度,将光与物质的相互作用推向了量子领域。因此,《现代光学导论》力求搭建一座坚实的桥梁,连接起爱眼所见的宏观几何光学,穿越波动光学的精妙衍射与干涉,直抵微观粒子与光子纠缠的量子光学前沿。 本书的结构经过精心设计,遵循“从直观到深刻,从经典到前沿”的递进逻辑,确保读者能够逐步建立起完整的光学认知框架,而非仅仅停留在孤立的公式记忆上。 --- 第一部分:几何光学基础与成像原理的再审视(约 300 页) 本部分将复习和深化对光线概念的理解,但重点将放在其适用范围的界定、误差分析以及在精密仪器设计中的应用。 第一章:光线和光束的传播 费马原理的严格阐述: 不仅仅是极值原理,而是对光传播路径的深刻物理描述。 反射与折射的定量分析: 引入斯涅尔定律的矢量形式和边界条件。 光束追迹与矩阵光学(ABCD 矩阵法): 详细阐述如何使用矩阵方法快速分析复杂的光学系统(如多透镜组、棱镜系统)的传递特性,包括对光束的束腰位置和发散角的控制。 光轴的偏离与像差的起源: 深入探讨轴上和轴外点光源在理想系统下的成像缺陷。 第二章:成像系统的像差理论 本章是几何光学在工程应用中的核心。我们摒弃了简单的一阶理论,着重于对五大初级像差的详细解析。 球差(Spherical Aberration): 产生机理、塞德尔和魏尔斯特拉斯判据,以及如何通过非球面镜/透镜进行校正。 彗差(Coma)与像散(Astigmatism): 它们的几何图形表示、对图像边缘的影响,以及在宽视场系统中的抑制方法。 场曲(Field Curvature)与畸变(Distortion): 对图像平面弯曲和形状失真的详细分析。 像差的数值优化: 简要介绍现代光学设计软件(如 Zemax, Code V)中基于梯度下降和模拟退火算法的优化思想。 --- 第二部分:波动光学与干涉、衍射的精确描述(约 450 页) 波动光学是理解光场调控和分辨率极限的关键。本部分强调傅里叶光学在解决波动问题中的普适性。 第三章:电磁波与介质中的传播 麦克斯韦方程组在各向异性介质中的应用: 重点讨论双折射晶体(如石英)中的光传播,包括光的偏振态如何随传播距离演化。 波前演化与相位分布: 引入相位函数 $phi(x, y)$ 对波前形状的描述,以及高斯光束(Hermite-Gaussian, Laguerre-Gaussian)作为亥姆霍兹方程的特解。 第四章:干涉现象的定量分析 相干性理论: 从时间相干性(自相关函数)到空间相干性(互相关函数),阐述光场相干性的物理意义,并引入相干因子 $gamma( au)$。 多光束干涉: 详细分析法布里-珀罗(Fabry-Pérot)干涉仪的原理、高精度的光谱分辨率,及其在激光腔内的应用。 薄膜光学与反射/透射控制: 深入研究多层介质膜的矩阵法计算,并介绍增透膜、高反膜的设计原理。 第五章:衍射理论与傅里叶光学 这是连接经典物理与信号处理的关键章节。 惠更斯-菲涅尔原理的积分形式: 严格推导瑞利-索末菲衍射积分公式。 菲涅尔与夫琅禾费衍射: 明确区分两种近似的适用条件,特别是夫琅禾费衍射的物理本质——远场是物点傅里叶变换。 傅里叶光学核心: 阐述光学系统作为傅里叶变换器的角色。介绍空间滤波技术(如消除噪声、恢复图像)在傅里叶平面上的实现。 衍射极限与分辨率: 基于瑞利判据,精确分析有限孔径对成像分辨率的限制,以及超分辨成像的基本思想。 --- 第三部分:光与物质的相互作用及量子基础(约 550 页) 本部分是本书的前沿和特色,旨在为读者构建量子光学和非线性光学的基础。 第六章:光在物质中的吸收、辐射与散射 半导体光学: 详细讨论能带理论下的光吸收、光致发光(PL)和电致发光(EL),这是现代光电器件(LED, 激光器)的基础。 受激发射与受激吸收: 爱因斯坦 A、B 系数的严格推导,为后续激光原理打下基础。 光散射: 瑞利散射、米氏散射的经典描述,并引入拉曼散射的量子力学起源。 第七章:激光物理:原理与实现 激光振荡理论: 粒子数反转、阈值增益、腔内光场稳定性的分析。 激光器类型与特性: 重点讲解连续波(CW)和脉冲激光器的设计参数(如光束质量 $M^2$)。 光束整形与调制: 介绍腔内稳态模式(TEM$_{00}$),以及声光调制(AOM)和电光调制(EOM)的原理和速度限制。 第八章:非线性光学导论 本章是经典光学向量子光学过渡的桥梁。 宏观极化率与本征电场: 介绍介质中极化强度 $P$ 与电场 $E$ 的非线性关系 $P = epsilon_0 (chi^{(1)} E + chi^{(2)} E^2 + chi^{(3)} E^3 + dots)$。 二次非线性过程: 详细分析倍频(SHG)、和频(SFG)和参量下转换(OPO)的相位匹配条件(包括双折射相位匹配),强调能量和动量守恒。 三次非线性过程: 介绍自相位调制(SPM)和克尔效应,它们是超快脉冲形成的关键机制。 第九章:量子光学基础与光量子化 光子的概念与对偶性: 从量子力学的角度重新审视光的波动性与粒子性。 量子场论的初探: 引入光场的量子化概念,场的算符表示。 光子的统计特性: 区分相干态(激光)、热光和压缩态光的二阶和高阶关联函数(光子统计学)。 量子信息与光: 简要介绍量子隐形传态、量子密钥分发中光子偏振态和纠缠光子的作用。 --- 附录 1. 数值计算方法: 有限差分法(FDM)在亥姆霍兹方程求解中的应用。 2. 特殊函数: 贝塞尔函数、勒让德多项式在波动方程解中的应用。 3. 常用光学材料参数表。 本书的特色: 1. 强调物理图像: 每个数学推导后都紧跟对物理过程的直观解释,避免“公式的堆砌”。 2. 工程视野: 穿插大量与现代技术相关的案例,如光纤通信中的色散补偿、生物成像中的共聚焦显微镜原理。 3. 严谨性与前沿性并重: 确保经典光学部分(1-5章)的严谨性,同时用相当篇幅介绍当前研究热点(如超材料光学、量子传感初步)。 本书适合作为高等物理、应用物理、光电子技术、精密仪器专业的教材或参考书,为有志于从事光学、光电子领域研究工作的学生奠定坚实的基础。

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读后感

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用户评价

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这本书的语言风格非常独特,它有一种沉稳而又充满激情的学者气质。不像有些教材那样板着脸孔,干巴巴地陈述事实,这本书在严谨的科学论述中,时不时地会穿插一些对物理之美的赞叹和对科学精神的呼唤。阅读起来,就像是有一位经验丰富、学识渊博的导师在你身旁,耐心地为你讲解每一个细节,语气平和,但内容却字字珠玑。特别是对于一些经典实验的引入部分,作者总能用几句精辟的话语,点明该实验在物理学史上的地位和其揭示的深刻哲理。这种人文关怀和科学精神的结合,让学习过程变得非常愉悦和有意义。它不仅仅教会了我“如何做实验”,更重要的是,它让我思考了“为什么要进行这样的实验”,这种深层次的启迪,对于培养真正的科研思维是至关重要的。阅读体验非常流畅,没有遇到任何晦涩难懂的“硬伤”句子。

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这本书的装帧设计非常有质感,拿到手上就感觉分量十足,绝对不是那种敷衍了事的教材。内页的纸张选择也相当考究,印刷清晰,图表线条流畅,即便是那些复杂的实验仪器结构图,也看得一清二楚,这对我们理解实验原理至关重要。我特别欣赏它在排版上的用心,知识点之间的逻辑关系梳理得非常到位,很少出现那种让人一头雾水、不知所云的段落。尤其是一些核心公式的推导过程,作者似乎深知初学者容易在哪一步卡壳,所以会特意用不同的字体或者标注来强调关键的假设和步骤,这种细致入微的处理方式,让原本枯燥的数学推导过程变得清晰易懂。而且,书的整体设计风格偏向简洁大气,没有太多花哨的装饰分散注意力,能让人完全沉浸在物理世界的奥秘之中。每次翻阅时,都能感受到编者对教育事业的敬畏之心,每一个细节都体现了专业性和严谨性,读起来心情非常舒畅,这对于需要长时间面对实验数据和理论模型的学习者来说,无疑是一种视觉上的享受和精神上的鼓励。

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这本书在处理实验数据和误差分析部分的处理方式,简直是为我们这些“数据恐惧症”患者量身定做的救星。我以前总觉得误差分析就是背几个公式,套几个数字,但这本书完全颠覆了我的看法。它用非常生活化的语言,结合大量的实例,深入浅出地讲解了系统误差和随机误差的本质区别,以及如何通过统计方法来科学地对待测量结果中的不确定性。书里甚至专门开辟了一块内容,讨论了如何撰写一份高质量的实验报告,从引言的逻辑结构到结论的严谨措辞,都给出了细致的指导,这一点在很多同类教材中是极其罕见的。更别提那些精美的图表了,它们不是随便放上去的插图,而是数据可视化的典范,能让你一眼看出数据点之间的趋势和离散程度。读完这部分内容,我不再害怕面对那些看似杂乱无章的测量数据,反而有了一种将“噪音”转化为“信息”的掌控感。这种实战能力上的提升,比单纯记住几个公式要有价值得多。

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从实用性的角度来看,这本书的价值是无可替代的。它几乎涵盖了所有主流大学物理实验的必备项目,但更难能可贵的是,它对“替代方案”和“潜在陷阱”的探讨极其深入。例如,在介绍某个特定传感器时,它会并列讨论几种不同型号的优缺点以及在特定环境下的适用性,这对于我们未来可能需要自行设计实验方案或排除故障时,提供了宝贵的经验参考。书中还附带了大量的实验安全须知和常见错误排查清单,这些细节内容体现了编者极强的责任心,确保我们在实际操作中能够规避不必要的风险和时间浪费。我甚至发现,书中关于数据处理流程的描述,与我现在正在使用的高级数据分析软件的操作逻辑有很高的契合度,这表明编者紧跟时代步伐,将传统实验教学与现代计算工具进行了有效融合。可以说,这本书不只是一本课程参考书,更像是一本陪伴我从理论走向实践,并能伴随我未来很长一段时间的“实验操作手册和思维指南”。

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我得说,这本书的章节编排简直是教科书级别的典范。它不是简单地罗列实验项目,而是构建了一个循序渐进的学习体系。从最基础的力学测量、电路基础开始,每一步都稳扎稳打,确保读者对前置知识点有牢固的掌握,然后才引入更复杂的电磁学和光学实验。最让我惊喜的是,它在每个实验的“背景理论”部分,并没有直接丢给你一堆公式,而是先从实际物理现象入手,引导你去思考“为什么会这样”,然后再自然而然地引出背后的物理规律。这种“问题导向”的学习路径,极大地激发了我探索的兴趣,感觉自己不是在被动接受知识,而是在主动地与物理世界对话。而且,书中对实验仪器的介绍详略得当,不仅有标准的操作流程,还穿插了一些历史背景和不同版本的仪器比较,这让实验操作不再是机械的重复,而是充满了对科学发展历程的理解。这种深度和广度兼备的处理方式,使得即便是同一个实验,读完后你也会有全新的认识,远超出了我预期的大学入门教材的深度。

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