气体激光动力学及器件优化设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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程成著 著

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111238690

商品编码：29536876724

包装：平装

出版时间：2008-06-01

基本信息

书名：气体激光动力学及器件优化设计

定价：39.00元

作者：程成著

出版社：机械工业出版社

出版日期：2008-06-01

ISBN：9787111238690

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.499kg

编辑推荐

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内容提要

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本书的前半部分介绍了气体激光的相关基础知识，包括气体放电等离子体的基本性质，气体放电等离子体中的基本过程，带电粒子的运动及等离子体电阻率，气体的粘度、导热和扩散；本书的后半部分阐述了高斯光束的传播、稳定球面谐振腔、非稳定球面谐振腔、激光的基本原理和特性，着重介绍了二氧化碳激光器和铜蒸气激光器，讨论了优化方法——遗传算法的基本原理及其计算程序的实现，给出了用遗传算法优化设计二氧化碳激光器和铜蒸气激光器的具体实例，后介绍了封离型和大功率横流二氧化碳激光器的实验及其结果。
　　本书可作为光学工程、激光技术、气体放电、光电子技术以及相关专业的研究生教材及高年级本科生的教学参考书，也可作为相关工程技术人员的参考书。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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璀璨光芒的奥秘：探索物质与能量的交织 本书并非聚焦于气体激光的动力学方程或是器件结构的精巧设计，而是将目光投向了更为广阔的、涵盖物质与能量相互作用的迷人领域。我们旨在揭示自然界中那些肉眼不可见，却驱动着无数现象和技术进步的深刻原理。从微观粒子的量子纠缠，到宏观天体的能量辐射，从能量的转化与守恒，到物质形态的奇妙变迁，都将成为我们探索的疆域。 第一篇：能量的流转与转化 能量，是宇宙中最基本的存在之一，也是驱动一切变化的动力源泉。在本篇中，我们将深入剖析能量的多种形态及其相互转化的规律。 热力学的宏伟叙事： 我们将从经典热力学出发，回顾能量守恒定律（第一定律）所揭示的能量在不同形式间传递和转化的不可磨灭性。在此基础上，我们将探讨熵增原理（第二定律），理解自然界过程的不可逆性以及能量利用效率的极限。你将了解到，即使在能量总量不变的情况下，能量的“品质”也会随着时间的推移而衰减，这一概念对于理解能量的有效利用至关重要。我们将通过生动的实例，如内燃机的效率限制、热电效应的原理，来阐述这些看似抽象的定律如何深刻地影响着我们的技术发展和生活方式。 电磁波的无形之手： 电磁波，作为能量的一种重要载体，以其多样的频率和波长，渗透于我们生活的方方面面。我们将从麦克斯韦方程组这一基石出发，理解电场与磁场的动态耦合如何产生电磁波，并以光波为例，解析其传播、反射、折射、衍射和干涉等基本光学现象。你将了解到，我们所见的色彩、电视信号的传输、手机通讯的便捷，乃至医疗影像的成像，都离不开电磁波的功劳。我们将深入探讨不同电磁波谱段的特性及其应用，例如微波在加热和雷达中的作用，红外线在热成像和遥感中的应用，以及X射线和伽马射线在医学诊断和天文学研究中的独特价值。 量子世界的能量跃迁： 当我们将目光投向微观世界，能量的表现形式变得更加奇特和量子化。我们将介绍量子力学中的能量量子化概念，理解电子在原子轨道上的能量是离散的，而非连续的。当电子从高能级跃迁到低能级时，会以光子的形式释放能量，反之亦然。这一过程是许多发光现象的根源，包括荧光、磷光，以及特定材料在受到激发时发出的光。我们将探讨光与物质相互作用的量子机制，例如光电效应，当光子能量足以克服金属逸出功时，会激发电子的脱离。这些量子化的能量跃迁，是理解光谱学、光电子器件以及更深层次物质结构的关键。 核能的释放与约束： 原子核内部蕴藏着巨大的能量，核反应的发生能够释放出惊人的能量。我们将讨论核裂变和核聚变这两种主要的核反应形式。核裂变是通过重原子核分裂成较轻原子核的过程，伴随着大量能量的释放，这是核电站发电的基本原理。核聚变则是轻原子核结合成较重原子核的过程，其能量释放效率更高，是太阳持续发光发热的能源。我们将简要介绍维持和控制这些核反应的挑战，以及其在能源供应和科学研究中的巨大潜力，同时也审视其伴随的风险与安全问题。 第二篇：物质的形态与演化 物质，是构成宇宙万物的基本要素，其形态的多样性与演化规律，同样是自然界令人着迷的课题。 相变：物质的“变身术”： 物质在不同温度和压强条件下，能够以固态、液态、气态等不同相态存在。相变，即物质从一种相态转变为另一种相态的过程，是物质形态演化的重要表现。我们将详细解析固液、液气、固气之间的相变原理，例如水的蒸发、结冰，以及升华和凝华现象。你将了解到，相变过程中伴随着能量的吸收或释放，这些潜热是影响许多自然现象和工业过程的关键因素。我们将探讨临界点、三相点等特殊状态，以及它们在物质科学中的意义。 晶体与非晶体的世界： 物质的微观结构决定了其宏观性质。我们将区分晶体和非晶体，理解晶体中原子或分子呈周期性排列的有序结构，以及非晶体中原子排列的无序性。晶体的规则外形、各向异性以及特殊的物理性质，都源于其独特的晶格结构。我们将介绍常见的晶体结构类型，如立方晶系、六方晶系等，并探讨晶体生长、晶界、位错等概念对于材料性能的影响。例如，金属的延展性、陶瓷的脆性，都与晶体的结构息息相关。 等离子体：物质的第四态： 在高温高压条件下，物质可以达到等离子态，即部分或全部原子被电离，形成由离子、自由电子和中性粒子组成的混合物。等离子体被誉为物质的“第四态”，它在宇宙中普遍存在，例如恒星内部、闪电、极光等。我们将介绍等离子体的电离过程、导电性、以及其独特的动力学行为。你将了解到，等离子体在核聚变研究、半导体制造、先进材料合成等领域具有不可估量的应用价值。 材料的性质与结构： 物质的宏观性质，如力学强度、导电性、光学特性、热学性质等，都与其微观结构和组成密切相关。我们将探讨不同材料类别，如金属、陶瓷、聚合物、复合材料等的典型结构特点，以及这些结构如何影响其宏观性能。例如，金属的自由电子模型解释了其优良的导电性和导热性；陶瓷的离子键和共价键决定了其高硬度和耐高温性；聚合物的长链分子结构赋予了其柔韧性和弹性。我们将强调理解材料结构-性能关系的重要性，这是实现材料设计和优化的基础。 第三篇：相互作用的涟 the 域 物质与能量并非孤立存在，它们之间存在着复杂而精妙的相互作用，构成了我们所认知的世界。 光与物质的舞蹈： 光与物质的相互作用是光学领域的核心内容。我们将深入探讨光与不同物质相互作用时产生的丰富现象，包括吸收、透射、散射、荧光、磷光等。例如，颜色的产生，往往是物体选择性地吸收了部分可见光，而反射或透射出其他颜色的光。光与物质的相互作用，不仅解释了我们所见世界的视觉景象，更是许多光学器件和光电技术的基石。我们将触及激光与物质相互作用的基本原理，以及光在信息传输和能量转换中的关键作用。 声波的律动： 声波作为一种机械波，在介质中传播，其产生、传播和接收的原理，也与物质的性质紧密相关。我们将解析声波的形成机制，例如物体振动产生的压力波，以及声波在不同介质中的传播速度差异。你将了解到，声波的频率、振幅和波长决定了声音的音调、响度和音色，而物质的弹性、密度和温度则影响着声波的传播特性。我们将探讨声学在通信、医学成像（超声）、材料无损检测等领域的应用。 场论的宏大视角： 场的概念，如引力场、电场、磁场，为我们理解物体间的相互作用提供了一个宏大的框架。我们将介绍这些场的性质，例如它们如何随着距离衰减，以及它们如何影响周围的物质。例如，地球的引力场使得物体落向地面，太阳的引力场维持着行星的轨道运行。电场和磁场则直接关联着电荷和电流的行为，它们是电磁现象的根本原因。场的理论，为我们理解宏观宇宙的运行规律和微观粒子间的相互作用提供了统一的语言。 耦合系统的复杂性： 在现实世界中，很少有系统是孤立存在的。更常见的是各种能量和物质形式的耦合，形成复杂的动态系统。例如，温室效应就是大气中温室气体对地球辐射的吸收和再辐射，导致地球温度升高，这是能量与物质的耦合。我们将初步探讨如何从整体的视角理解这些耦合系统的行为，以及它们对气候变化、生态平衡等全球性问题的影响。 本书旨在打开一扇通往物质与能量世界的大门，鼓励读者以好奇心和探索精神，去理解那些塑造我们世界的基本规律。在这里，我们不再局限于特定的技术细节，而是追求对自然现象背后更深层次的洞察。通过对能量流转、物质形态演化以及它们之间精妙相互作用的探讨，希望能够激发您对科学世界的无限遐想，并为您理解更广阔的科学图景提供坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我尤其赞赏作者在论述具体器件设计思路时所展现出的工程实践能力。书中对优化设计的考量，绝非空中楼阁般的理论探讨，而是紧密结合了实际工程中的约束条件和可实现性。例如，在讨论腔镜设计时，作者不仅分析了理想情况下的反射率曲线，还深入探讨了热效应、装配公差对实际性能的影响，并给出了相应的补偿方案。这种将理论知识转化为可操作的工程指导的能力，是衡量一本技术专著价值的重要标尺，使得这本书的实用价值得到了极大的提升。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常务实且富有洞察力。它摒弃了过于花哨的辞藻，以一种直截了当、目标明确的方式传递信息。作者在关键概念的定义上保持了极高的精确性，避免了歧义。同时，在总结性的段落中，往往能提炼出该技术领域的瓶颈和未来的发展方向，这种前瞻性的分析令人耳目一新。读完之后，不仅是对特定技术有了更深的理解，更对整个学科的发展轨迹有了更宏观的把握，绝对是一部值得反复研读、常备案头的专业参考书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构安排堪称教科书级别的典范。章节之间的逻辑衔接非常自然流畅，如同涓涓细流，最终汇成磅礴之势。它不像某些技术手册那样堆砌公式和参数，而是构建了一个完整的知识体系框架。从激光器的基本工作原理到不同类型气体激光器的特性差异，再到关键性能指标的优化策略，层次分明，循序渐进。对于初学者来说，它可以作为可靠的入门向导；对于资深研究者而言，其中的深入讨论和新颖的观点又能提供新的思维启发，体现了其广阔的适用范围。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计非常引人注目，色彩搭配得当，字体选择也很有品味，让人一眼就能感受到其中蕴含的深厚学术底蕴。装帧精良，纸张质感上乘，即便是长时间翻阅，手感依然舒适，这对于一本专业的学术著作来说，是非常重要的细节。我特别欣赏作者在排版上的用心，图表清晰，公式推导过程详略得当，既保证了严谨性，又兼顾了读者的阅读体验。尤其是那些复杂的物理图像和实验装置图，通过精细的插画清晰地展现出来，极大地降低了理解难度。整体来看，这本书在物理形态上就给人一种高品质的学术书籍印象，让人对内容本身也充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程中，我深刻体会到作者深厚的理论功底和对该领域前沿动态的敏锐把握。书中对基本物理原理的阐述极其透彻，从最基础的量子力学基础到复杂的非线性光学效应，作者总能用最精炼的语言勾勒出核心脉络，同时又不失严谨的数学推导。特别是关于增益介质的能级结构分析部分，作者引用了大量的实验数据进行佐证，使得理论与实际的结合更加紧密。我感觉自己仿佛跟随一位经验丰富的导师，一步步深入到气体激光的微观世界，那种豁然开朗的感觉是其他一些科普读物无法比拟的。