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出版者:科學

作者:本社

出品人:

頁數:160

译者:

出版時間:2007-11

價格:35.00元

裝幀:

isbn號碼:9787030202949

叢書系列:

圖書標籤:

• 圖形圖像處理
• 圖像處理
• 圖形學
• 計算機視覺
• 數字圖像
• 圖像分析
• 模式識彆
• 算法
• 編程
• 技術

《光學與物理光學基礎》 內容簡介 本書深入淺齣地介紹瞭光學領域的關鍵概念和基本原理，旨在為讀者構建一個紮實的光學知識體係，為進一步學習更專業的領域，如非綫性光學、光子學、光通信、光學測量以及上述提及的“圖形圖像處理”等，打下堅實的基礎。本書將理論與實踐相結閤，通過清晰的圖示和詳實的闡述，引領讀者探索光的本質、傳播規律以及與物質的相互作用。 第一部分：光的本質與傳播 本部分將從光的波粒二象性這一核心概念齣發，迴顧曆史上關於光本質的重大發現和理論演進。我們將詳細探討： 光波的性質： 電磁波理論：詳細闡述麥剋斯韋方程組在描述光電磁性質中的作用，以及光作為一種橫波的特點，包括其振動方嚮和傳播方嚮的垂直關係。 光的頻率、波長與速度：深入解析這三個基本物理量之間的關係（c = λν），以及它們在不同介質中傳播時如何變化，並引入摺射率的概念。 光的偏振：詳細介紹綫偏振、圓偏振和橢圓偏振的形成機製、錶徵方法（如斯托剋斯參數）以及其在光學器件和應用中的重要性。我們將從馬呂斯定律齣發，逐步深入到更復雜的偏振現象。 光的乾涉： 乾涉條件：詳細闡述相乾性（時間相乾性和空間相乾性）是産生穩定乾涉條紋的必要條件。 經典乾涉實驗：詳盡講解楊氏雙縫乾涉實驗的原理、條紋間距的計算公式，以及雙縫間距、屏到縫的距離和光的波長對乾涉條紋的影響。 薄膜乾涉：深入分析由反射光和透射光疊加産生的乾涉現象，包括牛頓環、肥皂泡的色彩成因，以及它在增透膜、減反射膜設計中的應用。 邁剋爾遜乾涉儀：詳細介紹其結構、工作原理以及在精密測量、光譜分析等領域的廣泛應用。 光的衍射： 惠更斯-菲涅爾原理：解釋瞭波陣麵上的每一個點都可以看作是新的子波源，這些子波相互乾涉形成新的波陣麵。 單縫衍射：詳細推導單縫衍射圖樣的形成，包括亮紋和暗紋的條件，以及衍射角、縫寬和波長之間的關係。 夫琅禾費衍射與菲涅爾衍射：區分這兩種衍射的近似條件，並重點介紹夫琅禾費衍射在單縫、雙縫、光柵等情況下的應用，如通過衍射光柵進行光譜分析。 圓孔衍射：分析圓孔衍射的特殊性，以及其在望遠鏡、顯微鏡分辨率限製中的作用。 第二部分：光的傳播與相互作用 本部分將重點關注光在介質中的傳播行為以及光與物質發生的各種相互作用。 光的反射與摺射： 斯涅爾定律：詳細闡述光的摺射定律，包括入射角、摺射角、入射介質和摺射介質摺射率之間的關係。 全反射：解釋全反射發生的條件（光從光密介質射嚮光疏介質且入射角大於臨界角），以及其在光縴通信、棱鏡等光學器件中的應用。 菲涅爾方程：介紹菲涅爾方程用於計算在平麵界麵上不同偏振光反射和透射的強度，並分析不同入射角下反射率和透射率的變化趨勢。 幾何光學： 成像原理：基於光的直綫傳播和反射、摺射定律，深入分析透鏡（凸透鏡、凹透鏡）和反射鏡（平麵鏡、凹麵鏡、凸麵鏡）的成像原理。 成像公式：詳細介紹物距、像距、焦距之間的關係（如高斯成像公式），以及放大率的計算。 光學係統：分析簡單光學係統（如照相機、顯微鏡、望遠鏡）的基本組成和成像過程，討論其放大能力、分辨率等關鍵性能指標。 像差：介紹光學係統中存在的各種像差，如球差、色差、像散、彗差、場麯和畸變，並簡要提及消除或減小像差的方法。 光的吸收、散射與色散： 光的吸收：解釋物質如何吸收特定波長的光，以及不同材料的吸收光譜特徵。 光的散射：介紹瑞利散射（如天空呈藍色）和米氏散射（如雲彩呈白色）的機理，以及散射對可見光傳播的影響。 色散現象：深入理解摺射率隨波長變化的現象，以及它在棱鏡分光、虹的形成中的作用。我們將區分正常色散和反常色散。 第三部分：光的量子性質與近代光學 本部分將觸及光的量子化概念，以及一些更為現代的光學現象和技術。 光子的概念： 普朗剋輻射定律：迴顧黑體輻射的解釋，引入能量量子化的概念。 愛因斯坦的光電效應解釋：詳細闡述光電效應及其解釋，引入光子的概念，並解釋光子的能量 E = hν。 康普頓散射：介紹康普頓散射實驗及其對光子動量的證明。 激光原理： 受激輻射：詳細闡述受激輻射、自發輻射和吸收之間的關係，以及粒子數反轉是實現激光的關鍵。 激光器結構與工作模式：介紹激光器的基本組成部分（增益介質、激勵源、諧振腔）以及不同工作模式（連續波、脈衝）。 激光的特性：闡述激光的單色性、方嚮性、相乾性和高亮度等獨特性質，並簡述其在科研、工業、醫療和通信等領域的應用。 非綫性光學基礎（簡介）： 非綫性光學現象：簡要介紹當光強達到一定程度時，介質的極化不再與光場呈綫性關係，從而産生倍頻、參量放大等非綫性效應。 應用前景：對非綫性光學在信息處理、光學通信等領域的前景進行展望。 本書特色 理論嚴謹，邏輯清晰：從最基本的概念齣發，層層遞進，確保讀者能夠理解每一個物理現象背後的原理。 圖文並茂，生動形象：大量采用示意圖、實驗裝置圖和現象圖，直觀展示光學原理，化抽象為具體。 內容全麵，覆蓋廣泛：涵蓋瞭光學的基礎知識，為進一步深入學習奠定堅實基礎，尤其為理解“圖形圖像處理”中的光學成像、光源、顔色感知等部分提供理論支持。 語言精煉，易於理解：避免使用過於晦澀的術語，力求用最簡潔明瞭的語言解釋復雜的物理概念。 本書適閤高等院校物理、工程類專業的本科生、研究生，以及對光學領域感興趣的科研人員和工程師閱讀。通過對本書的學習，讀者將能夠建立起係統、深刻的光學知識體係，為在各自領域取得突破奠定堅實的基礎。

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