电工电子实验与计算机仿真(上)

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页数:341
译者:
出版时间:2008-5
价格:30.00元
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isbn号码:9787121065941
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图书标签:
  • 电工实验
  • 电子实验
  • 计算机仿真
  • 电路分析
  • 实验教学
  • 高等教育
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  • 仿真技术
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具体描述

《高等学校电工电子实践系列·电工电子实验与计算机仿真(第2版)(上)》包含第1章-第7章,介绍了常用电工测量仪表和电子实验测量仪器的基本原理和使用方法,常用电子电路元器件,电子电路仿真软件NIMultisim的操作和电路分析方法,电路原理实验,三相电动机和直流电动机的性能与控制方法实验。下册为第8章和第9章,介绍了数字电路的实际工程实验和NIMultisim计算机仿真实验,VHDL/FPGA数字系统计算机仿真实验基础与方法,组合逻辑电路和时序逻辑电路的VHDL程序设计与仿真实验,数字系统VHDL程序设计与仿真实验。

《高等学校电工电子实践系列·电工电子实验与计算机仿真(第2版)(上)》提供的实验项目内容详细完整,并将实际工程实验和NIMultisim计算机虚拟实验有机的结合在一起,能够满足不同条件下的教学需要。多媒体课件、实验电路的NIMultisim设计文件、VHDL程序及仿真图等,可登录华信资源教育网,注册后免费下载。

现代光学导论:从基础理论到前沿应用 图书简介 本书旨在为物理学、电子工程、材料科学等相关领域的学生和研究人员提供一本全面而深入的现代光学导论。全书内容涵盖了光学领域的基础理论、核心现象以及当前最前沿的研究方向与工程应用。我们力求在保持严谨的物理学深度与清晰的数学推导的基础上,突出光学在现代科技中的关键作用。 第一部分:经典光学基础与波动理论 本部分聚焦于光学的基石,建立起对电磁波理论的深刻理解。 第一章:电磁场与光的起源 本章从麦克斯韦方程组出发,详细阐述了光作为一种横向电磁波的本质。我们首先回顾了静电场、静磁场的基本规律,并引入了法拉第电磁感应定律和安培-麦克斯韦定律。随后,推导出均匀、无损介质中的波动方程,并求解了平面电磁波的解析形式,包括其偏振态和 Poynting 矢量所代表的能流密度。本章特别强调了电磁波在真空中的传播速度与光速的关系,以及光场强度与能量密度的联系。 第二章:光的几何光学描述 虽然现代光学偏向波动理论,但几何光学作为工程应用的基础仍不可或缺。本章系统地介绍了费马原理,并以此推导出光的直线传播、反射定律和折射定律(斯涅尔定律)。随后,我们详细分析了平面镜、球面镜和透镜系统的成像原理,包括物像关系、放大率的计算以及像差(如球差、像差、色差)的定性描述和初步矫正方法。本章配备了大量的实际光学系统设计案例,例如简单的望远镜和显微镜的光路分析。 第三章:光的干涉现象 光波的叠加性是波动光学的核心。本章深入探讨了相干光的产生条件,并详细分析了不同类型的干涉实验。从杨氏双缝干涉出发,推导出条纹间距的计算公式,并讨论了多缝干涉的衍射效应。接着,本书详细分析了薄膜干涉现象,包括等厚干涉(如牛顿环)和等倾干涉(如迈克耳孙干涉仪的工作原理)。迈克耳孙干涉仪的构造、操作以及在测量中的应用(如光程差测量)将作为重点内容进行讲解。 第四章:光的衍射 衍射现象揭示了光波绕过障碍物边缘传播的特性。本章首先基于惠更斯-菲涅耳原理,导出了单缝衍射和圆孔衍射的强度分布公式,并精确计算了主极大和极小位置。随后,我们将理论扩展到光栅衍射,分析了光栅的色散能力和分辨本领,这是光谱学分析的基础。最后,本章探讨了夫琅和费衍射与菲涅耳衍射的联系与区别,并简要介绍了阿贝衍射理论在成像系统中的意义。 第五章:光的偏振 偏振是光波横波特性的直接体现。本章从自然光、线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光四个方面对光的偏振态进行分类描述。我们使用琼斯矩阵(Jones Calculus)来精确描述和计算光学元件对偏振态的影响,例如起偏器、检偏器、四分之一波片和半波片。布儒斯特角和马吕斯定律是本章的理论核心。此外,自然界中的偏振现象,如天空光的偏振和生物材料中的双折射现象(使用波尔矩阵进行分析),也将得到详尽的讨论。 第二部分:现代光学与量子效应 本部分将理论基础推向更深层次,探讨光与物质的相互作用,以及量子力学对光学的修正。 第六章:光与物质的相互作用 光与物质的相互作用是理解激光、光谱学和光电子学的关键。本章详细阐述了原子和分子能级结构,并引入了爱因斯坦的自发辐射、受激辐射和吸收系数,奠定了激光理论的物质基础。我们讨论了光的吸收、散射(包括瑞利散射和拉曼散射)的微观机制。本章还介绍了光的色散现象,并利用柯西公式和洛伦兹模型解释了介质折射率随频率变化的规律。 第七章:激光原理与技术 激光因其高相干性、单色性和方向性,成为现代科技不可或缺的工具。本章从粒子数反转的概念出发,详细分析了激光器的基本结构(增益介质、谐振腔、泵浦源)。我们推导了阈值激光增益条件,并分析了不同类型的激光器(如气体激光器、固体激光器、半导体激光器)的工作特性。本章末尾将重点介绍激光的模式结构、频率锁定技术及其在光通信、精密测量中的具体应用。 第八章:非线性光学基础 当光强足够高时,介质的极化率不再是光场强度的线性函数,从而产生非线性光学效应。本章首先引入了介质极化率的高阶项,重点讨论了二次谐波产生(SHG)、倍频效应和参量放大(OPA/OPO)。我们详细分析了相位匹配(Angle Matching 和 Frequency Matching)的重要性及其在高效非线性转换中的作用。本章为理解超快光学和光通信中的非线性信道效应奠定了基础。 第九章:傅里叶光学与信息处理 傅里叶光学将波动光学与信号处理理论相结合,是现代光学信息处理的核心工具。本章将衍射理论视为傅里叶变换过程,详细分析了透镜作为傅里叶变换器的作用。我们介绍了空间滤波技术,利用对傅里叶平面的光场进行调制来实现对图像的增强、消除周期性噪声或进行边缘检测。本章还涵盖了全息术的基本原理,包括记录和再现过程,以及其在三维信息存储中的应用。 第十-十章:新兴光学领域与前沿展望 本部分将视野拓展到当前的研究热点。第十章将深入探讨光子晶体的基本概念,包括布拉格反射和光带隙的形成机制,以及光子晶体波导的设计与应用。第十一章关注超快光学,介绍飞秒激光脉冲的产生(如锁模技术),并讨论了克尔效应和自聚焦现象。最后,本书将展望量子光学在单光子源、量子隐形传态等领域的潜力,为读者指明未来研究方向。 适用对象: 本书适合高等院校物理学、光电子技术、精密仪器工程等专业本科生高年级及研究生作为教材或参考书。具备基础微积分、线性代数以及经典电磁场理论知识的读者能够更好地掌握本书内容。 本书特色: 理论与应用并重: 每一理论推导后均附有相关的工程或实验案例分析。 数学严谨: 充分利用矢量微积分、复变函数和傅里叶分析工具进行深入的数学描述。 覆盖全面: 涵盖了从惠更斯到量子光学的完整知识体系。 前沿导向: 重点讲解了激光、非线性光学和光子晶体等现代光学技术。

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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严谨,处处体现出作者深厚的学术功底,没有丝毫的浮夸或水分。对于某些经典电路的分析,比如放大器、振荡器等,分析得非常透彻,连各种工作状态下的参数变化都考虑进去了,这一点我很佩服。但是,我认为这本书在结构上可以更注重模块化一些。在讲解到一个新的复杂电路时,如果能先用一个简化的、功能性的框图来引导读者,让读者先建立起对电路宏观功能的认识,然后再深入到具体的元器件和定律分析,这样学习起来的层次感会更强。目前的叙述方式,有时候会让我感觉信息量一下子涌入,有点消化不良。而且,书中缺乏对电路故障诊断和排除方法的讨论,这在实际工程中是至关重要的技能。一本好的实验指导书,除了教你如何“做对”,也应该教你如何“修好”出了问题的电路。

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这本书的封面设计得非常吸引人,那种蓝白相间的配色,加上清晰的字体,一下子就抓住了我的眼球。我拿到手的时候,特意去翻了翻目录,发现它涵盖的内容非常广泛,从基础的电路原理到更复杂的数字逻辑,感觉像是一张通往电子世界的大地图。不过,我注意到这本书似乎更侧重于理论知识的讲解,对于动手实践的环节,介绍得相对比较少。我个人更希望能够在学习理论的同时,看到更多实际操作的案例或者实验步骤的详细指导。比如,如果能加入一些更贴近实际工程应用的例子,比如智能家居的简单控制系统设计,那对我们这些初学者来说,可能会更有启发性。而且,书中的插图虽然不少,但有些地方的图示看起来还是有点抽象,如果能有更直观的、步骤分解的图文对照,相信对理解那些复杂的概念会有很大的帮助。总体来说,这本书的理论基础打得比较扎实,但如果能增加一些“实战”的色彩,我想它的价值会更高。

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老实说,这本书的厚度让我有点望而生畏,感觉像一本砖头书,内容是满满当当的,估计得花不少时间才能啃完。我比较欣赏它在基础概念上做得非常细致,对于一些初学者容易混淆的地方,作者都会用好几种方式去解释,力求让读者彻底搞明白为止。但是,我感觉书中的理论推导过程有点过于学术化了,很多公式的推导显得比较繁琐和枯燥,对于我这种更偏向应用实践的学习者来说,阅读起来有点吃力,常常需要停下来,翻阅参考资料去补充一些高等数学的知识才能跟上作者的思路。如果能适当简化一些纯数学的推导,将重点放在“这个公式意味着什么应用”上,而不是“这个公式是怎么推出来的”,我想对大部分读者会更友好一些。当然,对于想深入研究理论的读者来说,这也许是优点,但对我而言,就显得有些门槛过高了。

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这本书的章节安排总体上是合理的,从低电压到高电压,从直流到交流,知识体系的构建是循序渐进的。我特别喜欢它在每个章节末尾设置的“思考与讨论”环节,这些问题往往能激发我跳出书本的框架去思考,而不是单纯地记忆知识点。然而,我发现这本书在与计算机结合的部分,也就是仿真那一块,似乎还没有完全发挥出它的潜力。虽然提到了仿真工具,但具体如何操作,如何设置仿真参数,以及如何解读仿真结果,这方面的内容介绍得有些笼统,更像是一个引子,而不是一个详细的教程。我期待的是能看到更多具体的仿真软件操作截图和详细的步骤指南,比如如何用某个主流软件搭建一个完整的电路模型并进行瞬态分析,而不是仅仅停留在理论层面描述仿真的重要性。这部分内容的充实,能让这本书的“计算机仿真”之名更加名副其实。

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这本书的排版和印刷质量确实没得挑,纸张手感很好,长时间阅读下来眼睛也不会太累。作者在讲解一些基本概念的时候,思路非常清晰,逻辑性很强,就像一个经验丰富的老教授在手把手地教你一样,特别是对欧姆定律、基尔霍夫定律这些核心内容的阐述,可以说是深入浅出。不过,我发现书中对于一些前沿技术的介绍似乎有些滞后了,比如物联网(IoT)或者嵌入式系统在电子工程中的应用,这方面的内容略显单薄。现在的电子技术发展日新月异,如果能稍微增加一些与时俱进的章节,介绍一下现代电子设计中常用的工具和方法,比如使用某些流行的EDA软件进行仿真设计的心得体会,我想会更符合当前行业的需求。另外,书中的例题虽然数量不少,但很多都是教科书式的标准题,缺乏一些需要创新思维才能解决的开放性问题,这对于培养解决实际工程难题的能力,可能稍有不足。

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