Principles of Optics: Electromagnetic Theo... pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

Max Born & Emil Wolf &... 著

圖書標籤:

• 光學
• 電磁理論
• 物理學
• 光學原理
• 電磁學
• 光波
• 光學儀器
• 衍射
• 乾涉
• 偏振

店鋪： 瀾瑞外文Lanree圖書專營店

齣版社： Cambridge University P...

ISBN：9780521642224

商品編碼：1105317608

包裝：精裝

外文名稱：Principles of Optics- ...

齣版時間：1999-10-13

頁數：985

正文語種：英語

圖書基本信息

Principles of Optics: Electromagnetic Theory of Propagation, Interference and Diffraction of Light
作者： Max Born;Emil Wolf;A. B. Bhatia;
ISBN13： 9780521642224
類型： 精裝(精裝書)
語種： 英語（English）
齣版日期： 1999-10-13
齣版社： Cambridge University Press
頁數： 985
重量（剋）： 1732
尺寸： 24.892 x 18.034 x 4.318 cm

商品簡介

Principles of Optics is one of the classic science books of the twentieth century, and probably the most influential book in optics published in the past forty years. This edition has been thoroughly revised and updated, with new material covering the CAT scan, interference with broad-band light and the so-called Rayleigh-Sommerfeld diffraction theory. This edition also details scattering from inhomogeneous media and presents an account of the principles of diffraction tomography to which Emil Wolf has made a basic contribution. Several new appendices are also included. This new edition will be invaluable to advanced undergraduates, graduate students and researchers working in most areas of optics.

好的，這是一本關於光學基礎理論的著作的詳細簡介，完全避開瞭您提到的那本書的內容，力求深入且專業。 --- 光的本質與應用：經典與現代光學導論 本書特色： 本書旨在為讀者提供一個全麵且深入的視角，探討光的波動性、粒子性及其在宏觀與微觀世界中的各種相互作用。它不僅僅是一本描述光學現象的教科書，更是一部係統梳理光與物質相互作用的物理學專著。全書結構嚴謹，從基礎的電磁波理論齣發，逐步深入到量子光學的核心概念，內容涵蓋瞭經典光學、衍射理論、激光物理以及現代光譜學等多個關鍵領域。 第一部分：電磁波基礎與光的傳播 本部分奠定瞭理解所有光學現象的理論基石——麥剋斯韋方程組的完備性及其在介質中的應用。 第一章：電磁場理論的復習與拓展 本章首先迴顧瞭靜電學和靜磁學的基本方程，隨後引入瞭法拉第電磁感應定律和安培定律（含麥剋斯韋修正項），推導齣自由空間中的電磁波方程。重點分析瞭平麵電磁波在均勻、各嚮同性介質中的傳播特性，包括波速、波數和相速的概念。詳細討論瞭坡印廷矢量，用以描述電磁波的能量流密度及其方嚮。 第二章：邊界條件與反射/摺射定律的導齣 在處理光在不同介質界麵傳播的問題時，嚴格應用麥剋斯韋方程組在界麵上的邊界條件至關重要。本章詳細推導瞭電場和磁場在理想導體、電介質界麵上的分量連續性要求。基於這些條件，係統地導齣瞭菲涅爾方程，精確計算瞭不同偏振態光束在界麵上的反射係數和透射係數。深入分析瞭全內反射現象及其臨界角的物理意義，並對愛遍那格-諾維科夫（Evanescent Wave）的特性進行瞭闡述。 第三章：光在各嚮異性介質中的傳播 本章將討論超越均勻、各嚮同性介質的復雜情況。首先引入介質的電磁本構關係張量，特彆是介電常數張量，並推導齣在雙摺射材料（如石英）中光傳播的波方程——摺射麵的方程。詳細解釋瞭單軸晶體中的尋常光（Ordinary Ray）和非尋常光（Extraordinary Ray）的獨立傳播路徑，並藉助尼科爾棱鏡的原理，講解瞭光的偏振態如何受晶體作用而改變，包括偏振麵的鏇轉。 第二部分：幾何光學與波動光學的基礎 本部分將經典的幾何光學描述與更基礎的波動光學原理相銜接，強調衍射現象在光束傳播中的核心地位。 第四章：幾何光學的解析與局限性 雖然幾何光學是工程光學的基礎，但本章仍需要從波動理論的視角審視其有效性。通過費馬原理（最小時間原理），係統推導瞭光的直綫傳播定律、反射定律和摺射定律。重點分析瞭成像係統中的像差問題，包括球差、色差、彗差和像散，並介紹瞭消差透鏡和光闌在優化成像質量中的作用。 第五章：光束的衍射與夫琅禾費衍射 本章的核心是處理波前在有限孔徑或障礙物邊緣發生偏摺的現象。從惠更斯-菲涅爾原理齣發，導齣傅裏葉變換衍射理論，重點分析夫琅禾費衍射（遠場衍射）。詳細分析瞭單縫、圓孔（空氣光斑）、雙縫以及光柵的衍射圖案，並計算瞭這些圖案的強度分布公式。對光柵的色散關係和分辨本領進行瞭嚴格的定量分析。 第六章：菲涅耳衍射與近似方法 與夫琅禾費衍射相對，本章討論菲涅耳衍射（近場衍射）。引入瞭圓孔衍射和半波帶法，特彆闡述瞭泊鬆斑（Poisson Spot）的實驗驗證，展示瞭光波具有波動性的確鑿證據。此外，引入瞭角譜傳播法（Angular Spectrum Method）作為一種精確描述任意場域光波傳播的數學工具，並討論瞭其在模擬變分介質中波傳播的應用。 第三部分：偏振光與光的乾涉 本部分聚焦於光波疊加的特性，以及如何通過控製光的偏振態來實現對光的精確操控。 第七章：光的乾涉現象與應用 本章從疊加原理齣發，分析瞭波的相乾性，包括時間相乾性和空間相乾性。詳細分析瞭楊氏雙縫乾涉實驗的定量解釋，包括條紋間距、對比度（可見度）的計算。隨後，深入探討瞭薄膜乾涉的原理，包括反射和透射光綫的相位差分析，並應用於抗反射塗層和光學濾光片的設計。 第八章：光的偏振態與 Mueller 矩陣描述 本章將偏振光理論提升到更抽象的數學描述層麵。首先定義瞭光的綫性偏振、圓偏振和橢圓偏振的數學錶徵。重點引入斯托剋斯矢量（Stokes Parameters）和瓊斯矩陣（Jones Matrix）來描述光束的偏振狀態和光學元件對偏振態的改變。通過 Mueller 矩陣，實現瞭對部分偏振光（自然光與偏振光的混閤）的完整描述，並應用於分析散射和光學係統的 Mueller 矩陣測量。 第四部分：光與物質的相互作用及現代光學 本部分將視野擴展到更小的尺度，探討光與原子和分子的相互作用，並介紹瞭現代光學技術的核心——激光器。 第九章：吸收、散射與光譜學基礎 本章探討瞭光子與原子能級間的躍遷。詳細描述瞭吸收光譜和發射光譜的産生機製，引入瞭自然綫寬、多普勒展寬和壓力展寬的概念。隨後，深入分析瞭瑞利散射（Rayleigh Scattering）和米氏散射（Mie Scattering）的理論，解釋瞭天空呈藍色的物理根源，並簡要介紹瞭拉曼散射（Raman Scattering）作為分子振動分析的重要工具。 第十-一章：激光原理與應用 激光器是現代光學的核心技術。本章從量子力學基礎齣發，解釋瞭受激發射、自發發射和吸收這三種核心的光與物質相互作用過程，並推導瞭愛因斯坦的 A、B 係數關係。詳細闡述瞭粒子數反轉、光學諧振腔的原理和模式結構（縱模和橫模）。最後，分析瞭不同類型的激光器（如氣體激光器、半導體激光器）的工作特性和關鍵參數。 第十二章：非綫性光學導論 隨著激光強度的提高，物質的響應不再是綫性的。本章介紹瞭電極化率的更高階項，重點分析瞭二次諧波産生（Second Harmonic Generation, SHG）和頻率混頻（Sum/Difference Frequency Generation）的相位匹配條件。討論瞭剋爾效應（Kerr Effect）和光孤子在光縴通信中的重要性。 --- 總結： 本書結構清晰，理論推導嚴謹，旨在為物理學、電子工程和應用光學專業的學生及研究人員提供一個從麥剋斯韋方程到現代激光物理的完整知識框架。閱讀本書後，讀者將能夠紮實掌握光的波動本質，並能分析和設計復雜的現代光學係統。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，這本書的閱讀體驗更像是一場智力上的馬拉鬆，而不是輕鬆的散步。它對讀者的預備知識要求很高，如果你是初次接觸光學領域，可能會被前幾章的數學工具部分“勸退”。我花瞭好幾周的時間，纔勉強跟上作者的思路，特彆是涉及到張量分析和復數積分的部分，我不得不頻繁地停下來，翻閱我的高等數學筆記。然而，一旦你成功突破瞭那道門檻，你會發現裏麵蘊含的知識寶藏是何等豐富。這本書的側重點顯然是放在瞭電磁場理論的嚴格推導上，而不是僅僅停留在幾何光學的層麵。它詳細探討瞭偏振態的演化、散射理論的現代解釋，以及一些更前沿的課題，比如非綫性光學現象的初步介紹。我特彆喜歡它在章節末尾設置的“深入思考”環節，這些問題往往不是簡單的計算題，而是要求讀者對物理圖像進行深刻的闡釋，極大地鍛煉瞭我的批判性思維能力。這本書的價值在於，它迫使你真正去“理解”光是什麼，而不是僅僅“使用”光學的公式。

評分☆☆☆☆☆

與我過去讀過的其他幾本經典光學教材相比，這部作品最大的特點在於其“均衡感”。它在處理波動光學和電磁場理論的交匯點時，做得非常齣色。很多教材要麼過於偏嚮純粹的電磁學，使得光學應用看起來像是生硬地嫁接上去的；要麼就是過度側重於幾何光學和薄膜理論的工程計算，使得電磁本質被稀釋瞭。而這本書，則成功地將兩者融為一體。作者花費瞭大量的篇幅來處理光的散射問題，從瑞利散射到米氏散射的數學模型，都有詳盡的論述，並且清晰地指齣瞭每種模型適用的物理條件範圍，這一點對進行大氣光學或材料錶徵的研究人員極其重要。當然，這本書的缺點也十分明顯——它的更新速度相對較慢。雖然基礎理論是永恒的，但在諸如超材料或光子晶體等快速發展的領域，書中提供的實例和前沿進展略顯滯後。不過，瑕不掩瑜，對於構建紮實的電磁光學基礎而言，它無疑是目前市場上最值得投資的著作之一。

評分☆☆☆☆☆

我購入這本書的初衷，是為瞭解決我在實際工程項目中遇到的關於光縴耦閤效率的問題。市麵上很多應用導嚮的書籍往往對理論的根源語焉不詳，而這本書恰恰彌補瞭這一點。它的嚴謹性，使得任何從這本書推導齣來的結論，都可以直接應用到精密設計中而無需擔心理論基礎的搖擺。例如，關於模式場的分析，作者沒有僅僅給齣高斯模的近似形式，而是從麥剋斯韋方程組在特定邊界條件下的本徵解齣發，展示瞭模式的完備性。這種深度讓我能夠精確地計算齣不同摺射率分布下的導模特性，避免瞭大量的試錯成本。唯一的遺憾是，這本書的索引做得不夠精細，如果我想快速定位到某一特定類型的波導結構分析，往往需要花費不少時間在目錄和章節標題之間跳轉。此外，紙張質量雖然不錯，但由於內容密度太大，書中時不時會齣現一些極長的公式，如果能用稍大一點的字號或者分欄排版可能在長時間閱讀時會更友好一些。

評分☆☆☆☆☆

這本書在學術界的影響力是毋庸置疑的，它幾乎是所有高級光學研究生的標配。我參加過幾次跨學科的研討會，發現不同領域的專傢在討論光與物質相互作用時，引用的理論框架和術語，很多都能追溯到這本書的特定章節。它構建瞭一個堅實的電磁理論基礎，使得光學研究可以脫離早期的“波動說”與“粒子說”的爭論，進入一個更加統一的描述體係。從哲學的角度來看，這本書體現瞭一種對科學真理的不懈追求，它不滿足於錶麵的現象描述，而是緻力於挖掘其最底層的物理機製。我個人認為，對於那些希望從事光學理論研究，或者希望深入理解激光物理、光通信等領域核心機製的人來說，這本書是繞不開的“聖經”級彆讀物。它對復雜偏振態的描述尤其精妙，通過引入瓊斯矩陣和穆勒矩陣的詳細推導，讓原本模糊的偏振概念變得可視化和可量化，這對於處理現實世界中帶損耗、非理想的偏振元件至關重要。

評分☆☆☆☆☆

這部著作的封麵設計得非常典雅，那種深邃的藍色調配閤著精細的排版，立刻就給人一種專業、嚴謹的感覺。我當時在書店裏，目光一下子就被它吸引住瞭。雖然書名聽起來非常學術化，但我翻開內頁時，發現作者在處理基礎概念時，並沒有采取那種晦澀難懂的方式。他們似乎非常擅長將復雜的電磁波理論分解成易於理解的步驟。特彆是關於光的傳播路徑和邊界條件那幾章，圖錶的繪製質量極高，每一個細節都標注得清清楚楚，這對於像我這樣需要通過視覺輔助來理解抽象物理概念的學習者來說，簡直是福音。我記得有一處關於菲涅爾衍射的推導，通常這部分是很多教材的難點，但這本書的處理方式非常流暢，從基礎的惠更斯原理齣發，逐步引入矢量勢和坡印廷矢量，邏輯鏈條幾乎是無懈可擊的。這本書的厚度也證明瞭其內容的廣度和深度，它不僅僅是一本理論教材，更像是一部可以長期置於案頭，隨時查閱的參考手冊。我尤其欣賞它對曆史背景的簡要迴顧，這讓冰冷的公式背後有瞭一絲人文學科的溫度，讓人感受到這些理論是如何一步步被建立起來的。