强激光场中的原子、分子与团簇 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘杰，夏勤智，傅立斌 著

图书标签:

• 强激光物理
• 原子物理
• 分子物理
• 团簇物理
• 非线性光学
• 飞秒激光
• 等离子体物理
• 量子电动力学
• 计算物理
• 光谱学

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030396891

版次：1

商品编码：11438158

包装：平装

丛书名： 中国工程物理研究院科技丛书

开本：16开

出版时间：2014-02-01

用纸：胶版纸

页数：234

字数：346000

正文语种：中文

内容简介

　　超强超短激光脉冲的出现及其所带来的极端条件的研究，逐渐形成了一门新兴学科——强场物理学。强场物理既包括超强激光源的研究，同时也包含相对论区和非相对论区激光与原子、分子、团簇、固体及等离子体等的相互作用的研究。对这些领域的研究给许多其他学科（如实验室天体物理、材料科学、等离子体物理、激光核聚变、原子物理、非线性光学、相对论物理、激光物理、加速器物理、高能物理及其他许多应用学科）带来巨大冲击和机遇。这是一门内容非常丰富，同时在飞速发展的学科。在所有这些相关的研究领域中，强场与原子、分子的相互作用是理解强场与物质作用的基础。对这些问题的探索，有助于我们发展新的概念和方法，理解强场物理的基本图像，也有助于新的技术的出现，反过来推动强场物理的进步。因此，《强激光场中的原子、分子与团簇》以强场中的原子、分子作为着重点，同时包括强场中的团簇的一些基本知识，介绍了强场物理中的基本概念和图像，同时还围绕著者多年的工作以及对相关问题的认识，对强场物理的若干前沿课题作了讨论。
　　《强激光场中的原子、分子与团簇》适合物理及相关专业，特别是强场、原子分子、光学等方向的科研人员及研究生参考。

内页插图

目录

前言

第1章 从光电效应到强场物理
1.1 光电效应实验及爱因斯坦的量子论解释
1.2 强激光非微扰实验现象——强场物理的开端
1.2.1 多光子与阈上电离
1.2.2 电离抑制现象
1.2.3 高次谐波的平台
1.2.4 双电离与动量关联谱
1.3 非微扰理论概述
1.4 小结
参考文献

第2章 强激光场中的原子
2.1 从多光子电离到隧穿电离
2.1.1 Keldysh理论
2.1.2 经典再散射的simple-man模型
2.1.3 隧穿电离的半经典模型
2.1.4 KFR方法
2.1.5 量子再散射理论
2.2 双电离中的关联电子
2.2.1 奇异的He原子双电离率
2.2.2 非序列双电离的离子动量谱
2.2.3 电子的动量关联谱
2.3 用三维半经典模型对原子双电离的研究
2.3.1 双电离的三维半经典模型
2.3.2 原子阈上双电离的finger结构之谜
2.3.3 原子阈下双电离的反关联动量谱
2.3.4 圆极化光中的非序列双电离
2.4 原子非序列双电离的量子散射矩阵理论
2.4.1 在NSDI中散射矩阵理论的基本方程
2.4.2 鞍点近似的使用
2.4.3 散射矩阵方法获得的电子的动量关联谱
2.5 高次谐波产生
2.5.1 高次谐波产生的Lewenstein模型
2.5.2 高次谐波产生的量子图像
2.6 稳定化现象
2.6.1 局域化的KH态
2.6.2 经典稳定“岛屿
2.6.3 线极化单色光场中氢原子的电离率
2.6.4 原子在双色激光场中的电离与高次谐波产生
2.6.5 椭圆偏振场中原子隧穿电离的存活窗口
参考文献

第3章 强激光场中的分子
3.1 关联电子的双电离
3.1.1 分子双电离的半经典模型
3.1.2 分子双电离中的关联电子的奇异动量谱
3.2 双原子分子非序列双电离过程中的双中心干涉效应
3.2.1 解析理论
3.2.2 非次序双电离过程中的两中心干涉效应
3.3 双原子分子高次谐波辐射过程中的电荷共振效应
3.3.1 核间距较大的分子的强场近似模型
3.3.2 谐波劈裂和电荷共振效应
3.4 大的核间距分子的高次谐波辐射：双中心干涉效应
3.4.1 考虑库仑修正的强场近似模型
3.4.2 两中心干涉效应及其与激光强度的关系
3.5 利用高次谐波实现分子轨道成像
3.5.1 分子轨道成像的基本原理
3.5.2 分子谱振幅的特征
3.5.3 两中心干涉效应对分子谱振幅的影响
参考文献

第4章 强激光场中的团簇
4.1 实验进展与数值模拟方法
4.1.1 实验研究进展
4.1.2 相互作用机制的理论研究
4.1.3 数值模拟方法
……
第5章 强场物理新进展
参考文献

前言/序言

现代天体物理学导论：从宇宙大爆炸到星系演化 本书简介 本书旨在为对现代天体物理学前沿充满兴趣的读者提供一个全面而深入的导论。我们力求在保持科学严谨性的同时，以清晰易懂的语言，勾勒出当前天体物理学领域的核心理论、观测手段以及尚未解决的关键问题。本书结构围绕宇宙学的时间线和空间尺度展开，从宇宙的起源，到恒星和行星的诞生与死亡，再到星系和宇宙大尺度结构的形成与演化。 第一部分：宇宙学的基石 本部分将奠定理解现代天体物理学的理论基础。 第一章：宇宙的起源与早期演化 我们将从爱因斯坦的广义相对论出发，回顾宇宙学模型（如弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克度规）如何描述一个膨胀的宇宙。重点探讨大爆炸理论的证据，包括宇宙微波背景辐射（CMB）的特性、轻元素丰度（如氢、氦、锂）的观测，以及哈勃-勒梅特定律所揭示的宇宙膨胀。随后，我们将深入分析暴胀理论，解释它如何解决视界问题和平坦性问题，并阐述原初扰动如何通过量子涨落演化为后来的宇宙结构。对CMB的极化观测（如B模极化）及其对引力波的潜在探测也将进行详细讨论。 第二章：暗物质与暗能量 现代宇宙学面临两大核心难题：暗物质和暗能量。本章将系统介绍暗物质存在的观测证据，包括星系旋转曲线、星系团动力学、引力透镜效应以及CMB的精确测量。我们将回顾目前主流的暗物质候选者模型，如弱相互作用重粒子（WIMPs）和轴子，并介绍地面和空间探测实验的设计原理和最新结果。紧接着，我们将探讨暗能量的性质，主要关注宇宙加速膨胀的发现，及其与宇宙学常数模型（Lambda-CDM模型）的契合度。对更替暗能量模型（如第五种力、修改引力理论）的探索也将被纳入讨论范围，旨在展示我们对宇宙最终命运理解的局限性。 第三章：宇宙中的元素合成 本书将详细剖析恒星形成之前和形成过程中发生的核合成过程。首先回顾太初核合成（BBN）的物理过程和其对宇宙中轻元素丰度的精确预测。接着，我们进入恒星内部的核反应过程，从质子-质子链和CNO循环开始，阐述主序星的能量来源和生命周期。重点讨论红巨星阶段的氦闪，以及碳氮氧的形成。最后，我们将探讨涉及中子俘获的慢过程（s-过程）和快过程（r-过程），揭示重元素（如金、铀）是如何通过超新星爆发或中子星并合等极端事件被锻造并散播到宇宙空间中的。 第二部分：恒星与行星的生命史 本部分聚焦于宇宙中的基本结构单元——恒星及其围绕的行星系统。 第四章：恒星的诞生与演化 我们将从分子云的引力坍缩开始，描述前主序星的形成过程，包括金牛座T星和赫比格A/HII星的特征。深入探讨恒星内部结构（辐射层、对流层）的建立和流体力学平衡。重点分析不同质量恒星在主序阶段的演化轨迹，以及它们如何通过赫罗图进行标记。随后，我们将详细描述恒星生命终结时的不同命运：低质量恒星的渐近巨星分支（AGB）演化、白矮星的形成与冷却，以及质量较大恒星的坍缩与超新星爆发（Ia型和II型）。对脉动变星（如造父变星）作为宇宙测距工具的应用也将被专门介绍。 第五章：致密天体：中子星与黑洞 本章专门探讨恒星演化的极端产物。我们将从钱德拉塞卡极限和托尔曼-奥本海默-沃尔科夫（TOV）极限出发，解析中子星的内部结构，包括夸克物质的可能状态，并介绍脉冲星现象的物理机制及其在计时阵列中的应用。在黑洞部分，本书将基于广义相对论，探讨史瓦西黑洞和克尔黑洞的几何特性，包括事件视界和奇点。对吸积盘物理学的探讨将侧重于活动星系核（AGN）和X射线双星的观测特征。引力波天文学的兴起，特别是双黑洞和黑洞-中子星并合的探测结果，将作为理解这些极端天体动力学的最新窗口进行分析。 第六章：系外行星的发现与表征 系外行星研究是当前天体物理学最活跃的领域之一。本章将回顾主要的探测方法，包括凌日法（开普勒和TESS任务的原理）、视向速度法、直接成像法以及引力微透镜法。随后，我们将分类讨论已发现的系外行星类型，从热木星到“超级地球”，以及围绕红矮星运行的行星系统。重点分析行星大气的光谱探测技术，特别是詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）对系外行星大气成分（如水、甲烷、二氧化碳）的分析能力，以及寻找生物标记物的科学前沿。 第三部分：星系与宇宙大尺度结构 本部分将视角提升至银河系以外的宏观尺度。 第七章：星系的形态与形成 我们将从哈勃分类法入手，系统描述螺旋星系、椭圆星系和不规则星系的结构特征。深入探讨星系形成的理论模型，包括冷暗物质（CDM）的层级结构形成理论，即小尺度结构首先形成，然后通过并合演化成更大的星系。本书将详细介绍星系间的相互作用（如潮汐力、星系碰撞）对星系形态和恒星形成活动的影响。对星系团和超星系团等星系团簇的结构和动力学特性也将进行考察。 第八章：活动星系核与宇宙的再电离 本章聚焦于星系中心超大质量黑洞（SMBH）的活动。我们将阐述活动星系核（AGN）的统一模型，解释从射电星系、类星体到宽线光谱星系等不同观测现象背后的共同物理机制。SMBH的增长与宿主星系的演化之间的协同关系（M-sigma关系）将是讨论的重点。此外，我们将回顾宇宙的“黑暗时代”以及早期宇宙中恒星和第一批星系对中性氢的再电离过程，分析来自类星体和再电离期星系的光谱证据。 第九章：宇宙学参数的精确测量 本书的最后一部分将回归到精确测量，以约束Lambda-CDM模型。我们将整合来自CMB、Ia型超新星（标准烛光）、重子声学振荡（BAO）的独立测量结果，展示如何共同确定哈勃常数（$H_0$）、物质密度参数（$Omega_m$）和暗能量状态参数（$w$）。本书将特别讨论当前哈勃常数张力（Hubble Tension）的现状，即不同观测方法之间存在的不一致性，这可能预示着标准模型之外的新物理学。通过对这些关键参数的深入理解，读者将能把握当前宇宙学研究的前沿方向。 本书面向具有一定物理学基础的高年级本科生、研究生及科研人员，旨在提供一个整合了理论、观测和计算方法的现代天体物理学全景图。

评分☆☆☆☆☆

刚翻开这本书，就被作者那独特的叙事风格所吸引。他并没有一开始就抛出一堆复杂的公式，而是以一种非常“故事化”的方式，引入了强激光与物质相互作用的研究背景。仿佛是在讲述一段科幻小说，讲述人类如何利用越来越强大的激光，去“挑逗”那些微小的原子、分子，甚至是由无数原子组成的团簇，观察它们会发生怎样惊天动地的变化。这种写法极大地降低了阅读门槛，让即便是初学者也能很快进入状态。书中对不同类型激光器的特性介绍，以及它们在产生高强度场时所扮演的角色，都描述得非常到位。我尤其喜欢其中关于“超强激光场”的定义和讨论，作者详细解释了达到这一领域的难度和重要性，以及它为我们带来的前所未有的观测手段。在阅读过程中，我多次被书中展示的理论预测和实验结果所震撼。那些宏观的能量，在微观尺度上引发的非线性效应，以及由此产生的各种新奇现象，都让人脑洞大开。这本书不仅有严谨的理论推导，更有大量的图表和数据支持，让每一个结论都有扎实的依据。读完之后，你会觉得，原来我们熟悉的物质世界，在极端的条件下，竟然可以展现出如此令人惊叹的一面。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，我第一反应是它一定非常“硬核”，毕竟“强激光场”这个词本身就充满了力量感。但翻开目录，却发现它并没有想象中的那么难以接近。作者非常巧妙地将复杂的物理理论，分解成一个个可以理解的模块。他花了相当大的篇幅来讲解激光的产生原理和特性，以及如何通过聚焦等手段来获得极高的光强。这为后续讨论原子、分子和团簇的响应打下了坚实的基础。书中对于非线性光学效应的阐述，尤其精彩，作者用清晰的语言解释了这些效应的物理机制，以及它们在高强度激光下的表现。我最感兴趣的部分是关于“多光子过程”和“隧道电离”的章节，作者通过详细的数学模型和图解，生动地展示了电子如何在高强度激光的作用下，获得足够的能量从而逃逸出原子或分子的束缚。这本书的价值不仅仅在于它提供了大量的理论知识，更在于它能够激发读者对未知领域的好奇心，鼓励大家去主动思考和探索。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就足够吸引眼球了，金属质感的光泽，深邃的蓝色背景，点缀着抽象的能量线条，仿佛预示着一场关于光与物质碰撞的视觉盛宴。我拿到这本书的时候，立刻被它厚实的纸张和精美的印刷所吸引。迫不及待地翻开，那些密密麻麻的公式和图表，虽然初看有些令人望而生畏，但仔细研究后，却能感受到其中蕴含的深刻物理原理。作者的讲解方式非常有条理，从最基础的概念出发，逐步深入到复杂的理论模型。即使我不是这个领域的顶尖专家，也能在作者的引导下，慢慢理解那些看似高深莫测的物理现象。特别是关于激光与原子相互作用的章节，作者用了很多生动的比喻和实例，让我对高强度激光如何改变物质的性质有了更直观的认识。书中对于实验数据的分析也极其细致，每一次的测量和推导都显得严谨而可靠，仿佛我正置身于实验室，亲眼见证着这些科学发现的诞生。对于那些对量子物理和光学领域有着浓厚兴趣的读者来说，这本书绝对是一本值得细细品味的佳作。它不仅仅是一本教科书，更像是一扇通往微观世界奥秘的窗口，让我得以窥探那由强大激光激发的奇妙景象。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容，用“博大精深”来形容一点也不为过。作者显然是该领域的资深专家，将他多年的研究心得和深刻理解，毫无保留地呈现在了这本书中。从原子在强激光场中的激发态，到分子键的断裂与重组，再到团簇在极端条件下的量子相干性，每一个章节都像是在讲述一个独立而又相互关联的故事。我特别喜欢作者对“阿秒脉冲”的详细介绍，以及它在捕捉超快动态过程中的革命性意义。书中还穿插了大量的历史回顾，介绍了一些重要的物理学家和他们的贡献，让我了解了这项研究是如何一步步发展到今天的。这种历史的厚重感，让这本书不仅仅是一本技术手册，更充满了人文关怀。即使是其中的一些高级概念，作者也通过类比和图示，将其形象化，大大减轻了阅读的难度。我常常在阅读过程中，不自觉地停下来，思考作者提出的问题，并尝试去解答。这种互动式的阅读体验，是我在其他专业书籍中很少遇到的。

评分☆☆☆☆☆

说实话，当我决定购买这本书时，对于其中的专业内容并没有抱太大的期望，只是觉得“强激光”和“原子分子”这样的词汇组合听起来很有意思。没想到，这本书给我带来了巨大的惊喜。作者的知识储备极其深厚，并且能够将那些极其复杂的物理概念，用一种相对易于理解的方式呈现出来。他对于量子力学基本原理的介绍，以及如何将其应用于强激光与物质的相互作用，都做得非常出色。书中的数学推导虽然不少，但都讲解得非常清晰，每一步的逻辑关系都梳理得很明白。我最欣赏的是作者对于不同实验技术的描述，包括探测方法、信号处理等方面，都力求详尽。这让我不仅了解了“是什么”，更明白了“怎么做”。书中还涉及了非常前沿的研究进展，让我对这个领域未来的发展方向有了一个初步的认识。阅读这本书的过程，就像是在进行一场头脑风暴，不断地激发新的思考和疑问。作者并没有给出所有问题的答案，而是鼓励读者去探索，去发现。对于那些希望深入了解强激光物理领域的读者，这本书绝对是开启你探索之旅的绝佳起点。

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专业书籍，单位采购的

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找作者签了名

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书内容不错

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