变换光学理论及其应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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蒋卫祥 著

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• 计算电磁学
• 超材料
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出版社： 国防工业出版社发行部

ISBN：9787118109887

商品编码：12013121514

出版时间：2016-11-01

基本信息

商品名称： 变换光学理论及其应用	出版社： 国防工业出版社发行部	出版时间：2016-11-01
作者：蒋卫祥	译者：	开本： 16开
定价： 79.00	页数：202	印次： 1
ISBN号：9787118109887	商品类型：图书	版次： 1

经典物理学的革新与新视野：聚焦电磁场与材料科学的交汇点 图书名称： 经典物理学的革新与新视野：聚焦电磁场与材料科学的交汇点 图书简介 本书旨在深入探讨经典电磁场理论在现代材料科学领域中的深刻应用与前沿拓展。不同于专注于特定拓扑结构或奇异介质的专门著作，本书的立足点在于构建一个宏观、普适的理论框架，用以理解和预测材料结构如何精妙地调控电磁波的传播、散射、吸收与辐射行为。我们关注的核心在于经典麦克斯韦方程组在复杂、非均匀和时变介质环境下的解析与数值解法，并以此为基石，探索材料设计如何实现对电磁能流的精确控制。 全书的叙事脉络，是从电磁场的基本动力学原理出发，逐步深入到本构关系的复杂性，最终导向界面效应与多尺度耦合。我们刻意避开了对“变换”这一特定数学工具的聚焦，而是将重点放在了更广泛的、基于物理实在的电磁响应机制上，强调的是对物质属性与场行为之间内在联系的深刻洞察。 第一部分：电磁场基础与介质响应的经典重构 本部分首先对麦克斯韦方程组进行了系统的回顾与提升，强调了其在处理各向异性、非线性以及时变材料时的数学挑战。我们详细分析了介电常数张量、磁导率张量以及电导率的物理意义，并着重探讨了如何利用宏观平均方法来描述由微结构引起的介质有效参数。 核心章节将分析经典电磁理论中关于边界条件的严格推导。这不仅仅是回顾惠更斯原理或边界条件的标准表述，而是深入探讨在存在自由电荷、表面电流密度以及表面磁极化时的完整边界方程组。这为理解电磁波在不同材料界面上的反射、折射与隧穿现象奠定了坚实的物理基础，尤其关注了皮尔斯效应和表面等离子体激元的经典理论模型。 第二部分：材料结构对波传播的拓扑影响 在这一部分，我们将焦点从材料的本构参数转移到其空间几何排布上。我们利用傅里叶分析和格林函数方法，系统研究了周期性结构（如晶格、光子晶体的前身）如何产生能带结构的概念。这部分内容侧重于描述布洛赫定理在电磁波传播中的应用，解释了禁止带和有效介质理论的物理来源，即材料的周期性结构如何迫使宏观电磁场表现出一种类似晶体材料的波动力学特征。 随后，我们深入探讨了散射理论的经典范畴，包括瑞利散射、米氏散射，并扩展至对复杂散射体的分析。我们强调了逆散射问题的基本提法，即如何从接收到的远场数据反演目标材料的电磁特性，这对于无损检测和遥感技术至关重要。 第三部分：能量流、耗散与波动方程的演化 本部分着重于能量的描述和耗散机制。我们详细推导了坡印廷矢量的完整形式，并将其与焦耳热及电磁场能量密度联系起来，构建了完整的能量守恒方程。对耗散现象的讨论是本篇的重点，分析了由电阻、介质损耗（弛豫过程）和磁滞损耗引起的能量转化路径。 我们还引入了时域有限差分法（FDTD）和有限元法（FEM）等数值技术的基础概念，并非将其作为工具介绍，而是作为解析解失效后，理解复杂物理过程（如瞬态响应、时变场）的物理替代方案。重点在于理解这些数值方法如何离散化和近似麦克斯韦方程组，以及数值离散化带来的物理误差分析。 第四部分：界面物理与电磁耦合效应 本部分关注的是宏观尺度上的异质结。我们将研究两种或多种材料在界面处相互作用的物理图像。这包括界面阻抗的概念，以及在不同材料电磁特性剧烈变化的区域，场强如何发生突变。 针对电磁与物质的非线性相互作用，我们引入了经典非线性电磁学的基础——介质响应的非线性修正。我们讨论了在强场作用下，介质参数（如 $epsilon$ 和 $mu$）如何依赖于电场强度本身，从而导致频率倍增、自聚焦等现象的经典描述。这部分内容为理解更高级的非线性效应提供了坚实的经典力学基础。 总结与展望 本书的最终目标是为读者提供一个全面且严谨的电磁场与材料相互作用的经典理论工具箱。它强调的是第一性原理推导和物理图像的清晰性，而非对特定新兴现象的直接应用。我们力求展示，即使在面对看似“新颖”的电磁行为时，其深层物理机制往往可以追溯到对麦克斯韦方程组和材料本构关系最严谨的经典理解。本书适合于对电磁场理论有扎实基础，并希望将这些基础知识系统应用于复杂材料体系研究的研究生、工程师和科研人员。通过本书，读者将能够独立地对新型电磁材料的宏观响应进行建模和预测。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是我近年来读到过的最令人醍醐灌顶的著作之一！初拿到《变换光学理论及其应用》，我以为会是一本艰涩难懂的学术专著，但读下来才发现，作者以一种极其流畅且富有启发性的方式，将复杂的理论娓娓道来。它并没有直接罗列那些枯燥的公式和定理，而是巧妙地将光学世界的“变换”概念贯穿始终，从最基础的光的衍射、干涉，到更深层次的波动方程解耦、傅里叶光学，乃至近代的一些成像技术，都仿佛被赋予了生命，在“变换”的维度下展现出前所未有的清晰图景。 尤其是书中关于“相位变换”和“幅度变换”的精彩阐述，让我对光的本质有了全新的认识。我一直觉得光学理论总是在描述光如何传播，但这本书却更侧重于光在遇到不同介质、不同结构时所发生的“变化”，以及我们如何利用这些“变化”来达到特定的光学目的。作者用生动的比喻和丰富的实例，将这些抽象的概念具象化，例如将光的传播类比为信号在不同滤波器中的处理，一下子就打通了我之前的一些认知壁垒。 更让我惊叹的是，《变换光学理论及其应用》在理论深度和实际应用之间找到了一个绝佳的平衡点。书中不仅深入探讨了各种变换的数学基础，还花了大量篇幅介绍这些理论如何落地，如何成为现代光学器件设计和制造的基石。从全息术的原理剖析，到新型超材料的光学特性调控，再到精密测量中的干涉仪设计，我仿佛看到了一个又一个光学奇迹的诞生过程，而这一切的源头，都指向了书中那些精妙的“变换”理论。这本书让我意识到，光学并非仅仅是一门描述自然现象的学科，更是一门能够主动“塑造”光、创造光的功能的科学。 对于我这种非理论物理出身但又对光学应用充满好奇的读者来说，这本书的价值无法估量。它提供了一个全新的视角来理解光学，不再局限于单一的波粒二象性或者马克斯韦方程组，而是从“变换”这一更宏观、更普适的角度去审视整个光学领域。每一次阅读，都能在字里行间发现新的灵感，都能将之前模糊的理解变得更加清晰。例如，书中对于“空间频率变换”的讲解，让我瞬间领悟了低通滤波和高通滤波在图像处理中的作用机制，这种融会贯通的感觉，实在是太棒了。 总而言之，《变换光学理论及其应用》这本书，与其说是一本教材，不如说是一位经验丰富的光学大师在与你促膝长谈，将他毕生对光学的深刻理解倾囊相授。它不仅填补了我知识上的空白，更重要的是，它激发了我对光学研究的浓厚兴趣，让我开始思考，在未来，我们还能通过怎样的“变换”来实现更多令人难以置信的光学应用。如果你也对光学充满热情，或者正在为光学理论的学习感到困惑，这本书绝对是你不可错过的选择，它会像一盏明灯，照亮你光学探索的道路。

评分☆☆☆☆☆

读罢《变换光学理论及其应用》，我内心中涌动着一股强烈的共鸣和深刻的启迪。这本书以一种前所未有的方式，将“变换”这一抽象概念具象化，并将其作为核心驱动力，串联起了光学领域的方方面面。我一直认为，光学理论的学习往往容易陷入对孤立现象的理解，而这本书则提供了一个宏观的视角，让我能够从“光如何被改变”以及“我们如何改变光”的角度去审视整个学科。 书中对“相干性变换”的深入探讨，让我对光的干涉和相干性有了全新的认识。我之前仅仅知道干涉是光的叠加现象，但这本书揭示了相干性在干涉过程中所扮演的关键角色，以及如何通过控制光的相干性来实现诸如全息术、干涉测量等精密应用。作者用严谨的数学模型和精美的实验图例，清晰地展示了相干性在不同光学过程中的“变换”效应，这对于我理解激光的本质以及高精度测量技术至关重要。 《变换光学理论及其应用》的另一大亮点在于其对“多物理场耦合变换”的精彩阐述。书中不仅讨论了光与物质的相互作用，还深入探讨了光在电、磁、声等不同物理场中的“变换”行为。我尤其对关于“光声效应”的章节印象深刻，它揭示了光与声波之间相互转化的机制，以及这种机制在超声成像、光声显微镜等前沿技术中的应用。这些跨领域的分析，极大地拓展了我对光学应用边界的认知。 此外，这本书的叙述方式也是我非常欣赏的一点。作者并没有将自己置于高高在上的学者姿态，而是像一位经验丰富的朋友，循循善诱地引导读者一步步走进光学变换的奇妙世界。他善于使用简洁明了的语言，配合生动形象的比喻，将复杂的数学公式和物理概念转化为易于理解的知识。每一次阅读，都感觉像是在与一位博学多才的导师进行一次精彩的对话。 总而言之，《变换光学理论及其应用》是一本集理论深度、应用广度、启发性于一身的杰出著作。它以“变换”为主线，系统地解析了光学理论的精髓，并将其与丰富的实践相结合。这本书不仅能够满足我作为一名光学爱好者的求知欲，更能激发我对光学技术创新和未来发展的无限遐想。它是一本真正能够改变你看待光学方式的书。

评分☆☆☆☆☆

这本《变换光学理论及其应用》简直就是一把开启光学新世界大门的钥匙。我一直对光学领域有着浓厚的兴趣，但总觉得很多理论过于抽象，难以抓住核心。直到我读了这本书，我才恍然大悟，原来光学的美妙之处，很大程度上在于它对“变化”的精妙操控。作者用一种非常系统和深入的方式，剖析了光在传播过程中所发生的各种“变换”，从物理层面到数学模型，再到实际应用，都做了详尽的阐述。 书中对于“散射变换”的解释，让我对微观粒子与光相互作用有了更清晰的认识。我之前对散射现象的理解仅限于表面，认为只是光线被物体反射或折射，但这本书揭示了其中更深层次的物理机制，以及如何通过控制散射来设计新型光学材料和探测器。作者通过大量的图示和数学推导，清晰地展示了不同散射模型下的光场分布和能量衰减规律，这对于理解许多前沿光学技术，如生物成像中的散射校正、纳米光子学中的光场调控等，都提供了坚实的基础。 让我印象深刻的是，作者并没有将理论束之高阁，而是紧密结合了大量的工程实例。从早期的透镜和棱镜，到如今的液晶显示器、光纤通信，再到更尖端的量子光学器件，书中都详细探讨了“变换”理论在其中的关键作用。我尤其喜欢关于“衍射变换”的章节，它不仅解释了衍射现象本身，更阐述了如何利用衍射来构建各种光学元件，例如衍射光栅、衍射透镜等，这些元件在精密测量、光谱分析等领域有着广泛的应用。 更重要的是，《变换光学理论及其应用》不仅是知识的传递，更是一种思维方式的启发。它让我明白，在光学领域，我们不仅仅是在描述光，更是在“设计”光，“塑造”光。通过理解和操控光的各种“变换”，我们可以创造出前所未有的光学现象和功能。这本书让我对光学技术的未来发展充满了期待，也让我意识到，掌握了这些“变换”理论，就相当于掌握了控制光的能力。 总而言之，这本书的价值在于它能够将复杂的光学现象抽丝剥茧，以一种逻辑严谨且易于理解的方式呈现出来。它不仅仅是一本学术著作，更是一本能够激发创新思维的宝典。对于任何想要深入了解光学、或者正在从事相关领域研究的人来说，这本书都绝对是必读之作。它会让你看到一个更广阔、更精彩的光学世界。

评分☆☆☆☆☆

手捧《变换光学理论及其应用》，我的内心是激动且充满期待的。我长期以来一直对光学领域保持着高度关注，但总觉得在理论层面缺少一个能够将散乱的知识点融会贯通的“点”。这本书的出现，恰好满足了我这一需求。它以一种非常独特且富有启发性的视角，将“变换”这一概念作为理解和应用光学的核心。 书中关于“光场变换”的讲解，可以说是颠覆了我以往的认知。我之前理解的光场，更多的是指光在空间中的分布，但这本书将“变换”的概念引入，让我看到了光场动态变化的本质。作者详细阐述了光场在传播、衍射、散射等过程中所发生的各种“变换”，以及这些变换如何影响光的传播路径、能量分布和偏振状态。这些深入的分析，让我对激光、光纤通信等领域的核心技术有了更深刻的理解。 令我惊喜的是，《变换光学理论及其应用》在理论推导过程中，始终与实际应用紧密相连。作者在介绍每一个“变换”原理时，都会引用大量的具体实例，例如如何利用“几何变换”来设计高效的太阳能电池，如何利用“非线性光学变换”来开发新型激光器。这些生动的例子，让我能够直观地感受到理论知识的价值，并激发了我对光学应用的浓厚兴趣。 更让我赞叹的是，作者在处理复杂理论时，始终保持着一种清晰且富有逻辑性的阐述风格。他善于运用类比和图示，将抽象的数学概念变得易于理解。我特别欣赏书中关于“空间域变换”和“频率域变换”的对比讲解，它帮助我清晰地理解了这两者之间的关系，以及它们在图像处理、信号分析等领域中的重要作用。这种深入浅出的讲解方式，让我觉得学习光学理论不再是枯燥的背诵，而是一个充满乐趣的探索过程。 总而言之，《变换光学理论及其应用》是一本不可多得的优秀书籍。它以“变换”这一核心概念，系统地梳理了光学理论，并将其与丰富的应用实践相结合。这本书不仅能够帮助读者深入理解光学世界的奥秘，更能激发读者对光学创新的思考。对于任何希望在光学领域有所建树的人来说，这本书都将是一本宝贵的工具书和灵感源泉。

评分☆☆☆☆☆

自从翻开《变换光学理论及其应用》，我仿佛进入了一个全新的光学思维殿堂。这本书的独特之处在于，它将“变换”这一概念作为贯穿始终的主线，巧妙地将光学领域庞杂的知识点串联起来。作者并没有遵循传统的按照光学现象（如反射、折射、干涉、衍射等）来划分章节的模式，而是从“变换”的视角出发，层层深入，逐步揭示了光学理论的内在逻辑和应用潜力。 让我最为着迷的是书中关于“成像变换”的章节。它不再仅仅讲解成像的几何光学原理，而是从更深层次去剖析成像过程中光场的空间频率变换，以及这种变换如何影响图像的质量和信息。作者引入了傅里叶变换的概念，解释了低频分量对应于图像的整体结构，高频分量则对应于细节信息。通过理解这种“变换”，我才真正明白了为什么会出现模糊、失真等问题，以及如何通过优化光学系统来提升成像性能。 这本书的魅力还在于其严谨的数学推导和丰富的实验佐证。作者在阐述每一个“变换”理论时，都会给出清晰的数学模型，并通过一系列精心设计的实验来验证这些理论的正确性。我特别喜欢书中关于“偏振变换”的讨论，它不仅仅讲解了偏振的产生和传播，更深入探讨了如何利用偏振效应来设计新型显示技术、光学传感器，甚至在生物医药领域实现精准的靶向治疗。这些应用前景的描绘，让我对光学技术的未来充满了无限遐想。 《变换光学理论及其应用》还巧妙地引导读者思考“反向变换”的可能性。也就是说，如果我们能够理解和掌握光发生变换的规律，那么我们是否能够反过来设计一种变换，来达到我们想要的光学效果？这种逆向工程的思维方式，在书中得到了充分的体现。它鼓励读者不仅要理解“为什么”光会发生变换，更要思考“如何”去控制这种变换，从而实现更高级别的光学设计和应用。 总而言之，这本书为我提供了一个全新的、更具系统性和前瞻性的光学学习框架。它让我不再被零散的知识点所困扰，而是能够从全局的角度去理解光学理论的精髓。这本书的阅读体验非常棒，它既有学术的深度，又不失应用的广度，是一本真正能够启发思考、激发创新的优秀著作。