Demonstrational Optics

作者:Marchenko, Oleg/ Kazantsev, Sergi/ Windholz, Laurentius

页数:372

出版时间:2006-12

价格:$ 140.12

isbn号码:9780387324630

具体描述

This book presents a new didactical approach to the study of optics. It emphasizes the importance of elaborate new experimental demonstrations containing pictorial illustrations, computer simulations and models of optical phenomena in order to ensure a deeper understanding of wave and geometric optics. It includes problems focused on the pragmatic needs of students, secondary school teachers, university professors and optical engineers. A substantial part of this volume is devoted to thermal radiation and its properties, especially with partial coherence. The book contains detailed descriptions of demonstrational experiments.

用户评价

阅读这本书的过程，与其说是学习，不如说是一场智力上的探险。它挑战了你对“眼见为实”的固有观念，迫使你深入思考光作为一种电磁波的本质属性。我发现作者的叙述风格充满了古典物理学的严谨美感，但同时又巧妙地融入了现代实验技术的最新进展，使得内容既有历史的厚重感，又不失前沿的活力。那些关于傅里叶光学和相干性理论的章节，无疑是全书的亮点。很多教材在此处往往流于数学推导的堆砌，让人望而却步，但此书却另辟蹊径，它通过引入“空间频率”和“点扩散函数”这样的概念，将抽象的傅里叶变换与实际成像系统的性能紧密联系起来。当我读到如何利用傅里叶分析来设计更清晰的显微镜物镜时，我仿佛触摸到了理论与实践的黄金交叉点。此外，作者在探讨非线性光学效应时，那种对光与物质相互作用能级跃迁过程的描述，充满了诗意和力量感，让人不禁对那些肉眼不可见的微观相互作用产生由衷的敬畏。总而言之，这是一部需要沉下心来细细品味的著作，每一次重读都能发现新的层次和更深的理解。

这部被誉为是深入探索光波现象的权威著作，其内容之详实，结构之严谨，着实令人叹为观止。作者似乎拥有将抽象的物理概念转化为可感知图景的魔力，使得即便是对于初涉光学领域的读者，也能在清晰的逻辑链条中逐步建立起坚实的理论基础。我尤其欣赏它在阐述几何光学与波动光学交汇点时的那种细腻笔触，没有生硬地将两者割裂，而是展现了它们在宏观与微观尺度上如何相互印证，共同构建起我们对光现象的完整认知。书中的插图并非仅仅是辅助性的装饰，它们本身就是教学的有机组成部分，每一个光路图、每一个衍射花样，都经过精心设计，力求以最直观的方式揭示背后的物理原理。例如，在讨论偏振光现象时，作者并未止步于琼斯矩阵的计算，而是花了大量篇幅去解析不同材料界面反射和透射过程中，光矢量方向的精妙变化，这对于理解偏振片、双折射晶体乃至液晶显示技术的工作原理，提供了无与伦比的洞察力。全书的论证过程如同精密机械的齿轮咬合，环环相扣，体现了作者深厚的学术功底和极高的教学热情。这种对细节的执着和对清晰度的不懈追求，使得它在众多同类教材中脱颖而出，成为我书架上不可或缺的参考书。

我必须承认，这是一本需要时间去消化的“硬菜”。它的叙述节奏相对平稳且信息密度极高，不像一些流行科普读物那样追求瞬间的感官刺激。这本书的魅力在于它的“慢热”，当你经过前期的铺垫，最终进入到对散射理论，尤其是瑞利散射和米氏散射的深度剖析时，你会发现之前所有关于电磁波传播、介质响应的知识都已水到渠成地汇聚于此。作者对散射截面的依赖于波长的依赖关系给出了非常详尽的微扰理论解释，这解释了天空为什么是蓝色的，而夕阳为什么是红色的，其背后的物理机制被剖析得淋漓尽致，没有任何含糊之处。更让我印象深刻的是，书中对光在复杂介质（如生物组织或悬浮粒子系统）中传播的讨论，这部分内容展现了作者对现代光学前沿应用的深刻理解。他没有回避这些复杂的、非理想化的情景，而是提供了一套系统性的分析工具，这对于那些希望将理论知识应用于实际问题解决的工程师和研究人员来说，无疑是雪中送炭。这部作品的价值，在于它不仅教授了“是什么”，更教会了我们“为什么是这样”以及“如何从基础原理出发解决新问题”。

这本书的排版和细节处理，充分体现了出版方的专业水准。纸张的质感细腻，印刷的清晰度极高，即便是那些涉及高频电磁场矢量细节的插图，线条也锐利分明，丝毫没有模糊不清的现象。在阅读关于衍射理论的部分时，我特别注意到了作者在解释菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射的适用条件时所采取的微妙措辞。他非常谨慎地界定了近似条件的物理意义，而不是简单地罗列公式。这让我意识到，光学中的“近似”并非是偷工减料，而是一种基于物理直觉和数学便利性的智慧选择。例如，在讨论光栅的衍射级次时，作者不仅计算了主极大出现的位置，还深入剖析了旁瓣的强度分布，这对于设计高分辨率光谱仪至关重要。我个人认为，这本书最成功的地方在于它对“场”的概念的贯彻，从电场到磁场，再到电磁场的统一描述，这种一以贯之的理论框架，使得读者能够更好地把握光现象背后的统一物理规律，而非仅仅记忆零散的公式。

坦率地说，这本书的阅读体验是渐进式的，它不是那种可以囫囵吞枣的作品。起初翻阅时，我曾被其详尽的数学推导所震慑，心想这或许会是一本偏向理论物理研究生的参考书。然而，随着我耐心地跟随作者的引导，我开始领悟到，那些复杂的方程并非是为了炫技，而是构建起整个光学世界的坚固骨架。特别是关于光纤通信中模式色散和偏振模色散的分析部分，书中不仅给出了严格的数学模型，还非常务实地分析了这些限制因素在实际工程中带来的具体问题，并探讨了补偿这些色散的创新性方法。这种理论深度与工程实用性的完美平衡，是许多纯理论著作所欠缺的。作者仿佛一位经验丰富的工程师兼哲学家，在带领我们穿越物理定律的迷宫时，总能在关键路口提供清晰的地图和实用的工具箱。对于希望从基础物理走向应用光学，特别是涉及精密测量和光信息处理领域的读者而言，这本书提供的视角是极其宝贵的，它教会我们如何“用”数学来描述和预测光线的行为。