生物医学光学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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汪立宏，吴新一著邓勇，江旭，洪烨译骆清铭校 著

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店铺： 文轩网旗舰店

出版社： 中国科学技术大学出版社有限责任公司

ISBN：9787312037689

商品编码：11529747253

出版时间：2017-01-01

《现代材料科学导论》 书籍简介 本书旨在为材料科学领域的初学者、跨学科研究人员以及希望系统性回顾基础知识的专业人士，提供一个全面、深入且与时俱进的导论。我们聚焦于材料的微观结构、宏观性能、制备工艺以及它们在工程应用中的核心原理，力求构建一个清晰的知识框架，使读者能够掌握现代材料科学的研究范式和核心概念。 第一部分：材料科学的基石 本部分首先确立了材料科学的学科定位及其在现代技术进步中的关键作用。我们将从原子尺度出发，详细阐述晶体结构的基本类型（如面心立方、体心立方、六方密堆积）及其对材料整体性能的决定性影响。我们不仅会介绍理想晶体的几何排列，还将深入探讨晶格缺陷（点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷）的类型、形成机制及其对机械、电学和光学特性的显著调控作用。例如，如何通过引入空位或间隙原子来改变半导体的导电性。 随后，我们将进入化学键合的理论基础。详细解析离子键、共价键、金属键和范德华力等不同键合类型的本质及其强度差异，并阐释这些键合如何决定材料的熔点、硬度和弹性模量。紧接着，对热力学在材料科学中的应用进行系统回顾，包括相图的解读（如二元合金的杠杆定律和冷却曲线分析）、吉布斯自由能的计算，以及如何利用热力学原理指导材料的合成和稳定化过程。 第二部分：结构与性能的关联 本部分是本书的核心，着重探讨材料的微观结构如何直接转化为可测量的宏观性能。 2.1 机械性能 我们对力学行为的讨论将涵盖从弹性形变到塑性流变的完整过程。详细分析应力-应变关系，包括胡克定律、屈服强度、抗拉强度和韧性。重点剖析塑性变形的微观机制——位错运动。我们将阐释位错的类型（刃型、螺旋型）及其在晶体滑移中的作用，并深入讨论加工硬化、固溶强化、晶界强化等关键的强化机制。此外，脆性断裂、疲劳（高周疲劳与低周疲劳）和蠕变等失效模式也将被系统梳理，强调它们与材料微观结构（如晶粒尺寸、内部应力分布）的内在联系。 2.2 电学与磁学性能 在电子材料方面，本书提供了能带理论的清晰阐释，区分导体、半导体和绝缘体的带隙结构。对于半导体，我们将详细讨论载流子的产生、迁移率、掺杂技术（N型与P型）以及PN结的形成原理，这为理解现代电子器件奠定了理论基础。在磁性材料部分，我们将探讨磁畴、磁化强度以及居里温度等概念，区分顺磁性、抗磁性、铁磁性和反铁磁性材料的微观根源和宏观应用（如永磁体和软磁材料）。 2.3 热学与导热行为 热性能的讨论聚焦于热传导的微观机制，区分晶格振动（声子）和自由电子对热量输运的贡献。我们将分析陶瓷、金属和聚合物在不同温度范围内的热扩散率和比热容，并探讨热膨胀对工程结构稳定性的影响。 第三部分：材料的制备与加工技术 本部分将视野从理论转向实践，介绍现代材料工程师如何通过控制工艺来“设计”具有特定性能的材料。 3.1 基础加工技术 我们将详细介绍金属的铸造工艺（如砂型铸造、压铸），阐述冷却速率对晶粒尺寸和最终组织的影响。对于固态加工，重点讲解塑性成形技术（锻造、轧制、挤压）如何通过引入形变梯度来优化材料的力学性能。热处理是材料改性的关键环节，我们将深入探讨退火、正火、淬火与回火的动力学过程，特别是钢材中马氏体转变的无扩散特性。 3.2 先进材料合成 针对新兴和功能性材料，本书涵盖了前沿的合成方法。例如，粉末冶金技术在制备高精度零部件和难熔合金中的应用；薄膜沉积技术（如PVD和CVD）在半导体和保护涂层领域的重要性；以及用于陶瓷和复合材料制备的固相反应烧结过程。 第四部分：功能材料与前沿应用 最后一部分将当前材料科学的热点和未来发展趋势进行整合，展示材料科学在解决实际工程挑战中的应用广度。 4.1 复合材料与结构材料 本书将复合材料视为一种强大的设计工具。我们会详细分析增强相与基体相之间的界面作用，重点研究纤维增强复合材料（如碳纤维增强聚合物CFRP）和颗粒增强复合材料的性能增强机制，探讨各向异性和宏观有效性能的预测模型。 4.2 新兴功能材料 本章将介绍一些对现代技术至关重要的新型材料： 高分子材料：从结构到性能的层次解析，包括结晶度、玻璃化转变温度对粘弹性的影响，以及用于生物医学和封装应用的高性能聚合物。 纳米材料：讨论尺寸效应（如量子尺寸效应），以及碳纳米管、石墨烯等二维材料在电子学和储能领域的颠覆性潜力。 智能材料基础：简要介绍具有响应特性的材料，如形状记忆合金（SMA）和压电材料的工作原理及其在传感器和执行器中的初步应用。 本书的结构设计旨在引导读者从微观原理出发，逐步理解材料的宏观行为，最终掌握如何根据工程需求，选择、设计和加工适宜的材料，使其成为一名具备扎实基础和广阔视野的材料科学从业者。

评分☆☆☆☆☆

我必须说，这本书的理论深度是我未曾预料到的。在阅读《生物医学光学》的过程中，我被其中严密的数学推导和复杂的物理模型所震撼。作者在讲解光与物质相互作用时，大量引入了电磁波理论、量子力学等基础物理学概念，并将其巧妙地应用于生物组织。初读时，部分章节确实需要反复琢磨，尤其是关于光在复杂介质中的传播方程，以及不同波段光与生物组织光子学特性的关系。但我坚持了下来，并且逐渐体会到这种严谨性的价值。例如，书中对漫射波理论的阐述，虽然概念抽象，但一旦理解，便能明白为何强光穿透深度有限，以及为何要采用特定的光源和探测方式。这本书的参考文献也非常丰富，为我指明了进一步深入研究的方向。它不仅仅是介绍了生物医学光学的基础知识，更提供了一个进行科学探索的框架和工具。对于有志于在该领域进行深入研究的学者而言，这本书无疑是一份宝贵的财富。它的理论深度和严谨性，让我看到了生物医学光学背后强大的科学根基。

评分☆☆☆☆☆

这本《生物医学光学》确实给我带来了很多启发，虽然我之前对这个领域接触不多，但这本书的引入部分非常出色，让我对生物医学光学在诊断和治疗方面的潜力有了初步的认识。例如，它生动地描述了光如何在组织中散射和吸收，以及如何利用这些特性来“看见”肉眼无法捕捉的病变。书中关于光动力疗法（PDT）的介绍尤其吸引我，通过光和光敏剂的结合来摧毁癌细胞，这个概念听起来就像科幻小说，但作者却用严谨的科学语言将其解释得通俗易懂，并且配以大量示意图，让我能够直观地理解其作用机制。此外，书中还提到了光学相干断层扫描（OCT）在眼科诊断中的应用，我之前就有朋友因为视网膜问题做过OCT检查，这本书让我明白了这项技术背后的光学原理，也让我更加敬佩现代医学的进步。总的来说，这本书为我打开了一个新的世界，让我看到了光学技术在改善人类健康方面所扮演的重要角色，虽然我还没有深入到具体的数学模型和实验细节，但整体的宏观视角和案例分析已经让我对这个学科充满了好奇和兴趣，迫不及待想进一步了解更多。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，《生物医学光学》的某些章节对我来说确实是一个挑战，尤其是在涉及到光信号在生物组织中的传输模型以及相关的数学解析时。书中对于光子的传播路径、散射和吸收的概率模型，以及如何用蒙特卡罗模拟来预测光在复杂介质中的行为，都进行了非常细致的讲解。这些内容涉及到了概率论、统计学以及一定的数值计算方法，对于非物理或工程背景的读者来说，可能需要花费更多的时间和精力去理解。我尤其在理解光在高度散射组织（如皮肤或脑组织）中的行为时，感到有些吃力，书中给出的各种近似方法和简化模型，需要结合一定的直觉和经验才能完全掌握。尽管如此，书中提供的一些可视化图示和案例分析，还是在一定程度上帮助我把握了核心概念。它让我认识到，生物医学光学的研究不仅仅是关于“光”，更是关于如何“理解”光与生物体之间复杂的相互作用，而这背后需要强大的数学工具作为支撑。

评分☆☆☆☆☆

这本书在生物医学光学应用案例的呈现上，做得非常出色，让我看到了这项技术在临床实践中的巨大潜力。书中涵盖了从疾病诊断到治疗的广泛应用，例如，利用近红外光谱（NIRS）无创监测大脑血氧饱和度，这对于新生儿监护和运动科学研究都极具价值。书中对光声成像（PAI）的介绍也让我大开眼界，它如何结合了光学激发和超声探测，实现了高分辨率、深穿透的成像，并且能够区分不同类型的生物组织，这在肿瘤早期检测和血管成像方面具有革命性的意义。此外，书中还详细介绍了各种光学疗法，包括LED光疗、激光治疗在皮肤病、创伤愈合等方面的应用。每一个案例都配有清晰的原理阐述和实际效果展示，让我深刻体会到生物医学光学是如何将前沿的科学发现转化为切实有效的医疗手段，为患者带来福音。它让我对未来医学的发展方向有了更清晰的认识，也激发了我对这些技术在更多疾病领域应用的思考。

评分☆☆☆☆☆

这本《生物医学光学》在实验方法和仪器设计方面的介绍，让我眼前一亮。我一直对医学影像技术很感兴趣，而这本书恰恰在这方面提供了非常详实的论述。作者不仅介绍了常用的生物医学光学成像技术，如荧光成像、拉曼光谱成像等，还深入讲解了实现这些技术所必需的光学仪器设计原理。书中对激光器、探测器、光学元件的选择和配置，以及数据采集和处理流程的描述，都非常具体和实用。我尤其对书中关于多光子显微镜的章节印象深刻，它如何利用非线性光学效应实现高分辨率、深层成像，以及在生命科学研究中的应用，都让我惊叹于光学工程的精妙。此外，书中还讨论了不同成像模式的优缺点，以及如何根据具体的应用场景选择最合适的技术。对于从事相关研发工作的工程师或者需要选择光学成像设备的科研人员来说，这本书提供了一个宝贵的参考指南。它连接了理论与实践，让我看到光学技术如何转化为解决实际医学问题的强大工具。