The Ray and Wave Theory of Lenses (Cambridge Studies in Modern Optics) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026
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具体描述
Calculations on lens systems are often marred by the unjustifiable use of the small-angle approximation. This book describes in detail how the ray and wave pictures of lens behaviour can be combined and developed into a theory capable of dealing with the large angles encountered in real optical systems. A distinct advantage of this approach is that Fourier optics appears naturally, in a form valid for arbitrarily large angles. The book begins with extensive reviews of geometrical optiks, eikonal functions and the theory of wave propagation. The propagation of waves through lenses is then treated by exploiting the close connection between eikonal function theory and the stationary phase approximation. Aberrations are then discussed, and the book concludes with various applications in lens design and analysis, including chapters on laser beam propagation and diffractive optical elements. Throughout, special emphasis is placed on the intrinsic limitations of lens performance. The many practical insights it contains, as well as the exercises with their solutions, will be of interest to graduate students as well as to anyone working in optical design and engineering.
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读后感
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用户评价
读完《The Ray and Wave Theory of Lenses》，我最大的感受是，这本书就像一位耐心的老师，循循善诱地将我从光学世界的入门级知识，引导至更深邃的领域。它并没有用过于生涩的语言来包装枯燥的公式，而是通过大量的类比和直观的图示，将抽象的光学概念具象化。我特别喜欢书中关于光的能量传输以及能量守恒在透镜成像中的体现的讨论，这让我从一个全新的角度去理解成像过程。它不仅仅是光线的“弯曲”，更是一种能量的“重塑”。书中对于不同材质透镜的折射率与波长之间的关系，也就是色散的详细讲解，让我意识到，即使是看起来很简单的镜片，其性能也会随着光的颜色而变化，而这正是很多光学仪器存在色差的根本原因。我花了很长时间去理解书中关于“有效焦距”的概念，它与物理焦距的区别以及在复杂透镜系统中的应用，让我对光学设计的精妙之处有了更深刻的体会。这本书让我对“看清”这个动作背后的光学原理，有了脱胎换骨的认识。
评分这套书让我彻底颠覆了之前对光学的一些认知。我一直认为透镜成像的原理是多么直观且似乎是“理所当然”的事情，然而深入阅读了《The Ray and Wave Theory of Lenses》后，我才意识到自己之前的理解是多么浅薄。作者并没有直接跳到复杂的数学推导，而是巧妙地从光线追踪的最基本概念讲起，一步步地引导读者去理解透镜是如何弯曲光线的。这种循序渐进的方式，对于我这样并非光学专业出身但又对其中奥秘充满好奇的读者来说，简直是福音。尤其让我印象深刻的是，书中对于不同类型透镜（如凸透镜、凹透镜）的详细解析，不仅仅是画个图描述一下，而是结合光线行为的物理原理，解释了为何它们会产生放大、缩小、虚实成像等不同的效果。我反复琢磨了关于像差的部分，作者对慧差、场曲等概念的解释，让我恍然大悟，原来我们习以为常的清晰成像背后，有着如此精妙的物理机制在运作。即使是看似简单的透镜，其设计和制造也蕴含着如此深厚的理论基础。这本书的语言风格也十分平实，没有故弄玄虚，读起来没有压力，但又能让你在不知不觉中吸收大量的知识。
评分从一个纯粹的学术研究者的角度来看，《The Ray and Wave Theory of Lenses》在理论框架的构建上做得很扎实。它并没有回避一些复杂的数学工具，但又运用得恰到好处，能够有效地服务于物理概念的阐释。书中关于惠更斯原理在解释光线传播中的应用，以及如何将其与几何光学联系起来，让我对光传播的波动性有了更深的认识。我对于书中关于透镜像差的数学模型构建，以及如何通过设计来补偿这些像差的讨论，觉得非常有价值。作者在这一部分展示了理论如何指导实际应用，并且能够量化地评估光学系统的性能。尽管书中涉及一些偏微分方程和复变量的运用，但清晰的逻辑和详细的步骤，使得即使对这些数学工具有些生疏的读者，也能跟随作者的思路进行理解。我反复研读了关于设计阿贝消色差透镜和消球差透镜的章节，它们之间的权衡和优化过程，充分体现了光学设计中的艺术与科学的结合。这本书对于希望深入理解透镜成像原理，并进行相关理论研究的专业人士来说，无疑是一本不可多得的参考资料。
评分坦白说，我当初购买这本书，主要是被“Cambridge Studies in Modern Optics”这个系列所吸引，它暗示着这本书并非一本泛泛之作，而是具备一定的学术深度和前沿性。而《The Ray and Wave Theory of Lenses》确实没有辜负我的期望。它对于光波在介质中的传播，以及如何通过不同折射率的界面（也就是透镜）发生衍射和折射的描述，有着非常细致的刻画。我尤其喜欢书中关于菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射的讲解，虽然我之前对这些概念有所耳闻，但书中的图示和推导过程，让我对衍射产生的具体原因以及其在透镜成像中的作用有了更清晰的理解。它不是简单地告诉我们“会发生衍射”，而是深入到为什么“会发生”，以及“如何发生”。书中还探讨了关于干涉现象，这对于理解光学器件的性能优化至关重要。当我读到关于高斯光束传播的章节时，感觉自己像是打开了新世界的大门，之前对激光等技术应用的一些模糊概念，似乎找到了理论上的根基。这本书并非那种“看完就能解决所有问题”的书，但它提供了一个坚实的基础，让你能够更好地理解和分析更复杂的光学现象和技术。
评分《The Ray and Wave Theory of Lenses》这本书的内容，对于我这种在光学工程领域摸爬滚打多年的工程师来说，无疑是一次重要的知识梳理和深化。作者在处理复杂的光学系统时，并没有止步于对单一透镜的分析，而是将其扩展到多透镜组合，并探讨了不同的组合方式对整体成像质量的影响。书中关于“光学传递函数”（OTF）和“调制传递函数”（MTF）的介绍，虽然在其他地方也可能遇到，但这本书将其与透镜的设计原理巧妙地结合起来，让我更能理解这些评价指标背后所蕴含的物理意义。它不仅是理论的阐述，更是对如何将理论应用于实际光学系统设计的指导。我特别对书中关于如何计算和优化复杂成像系统的像差，以及如何选择合适的透镜材料和结构来满足特定应用需求的部分，进行了反复的学习。这本书让我更加清晰地认识到，每一个光学器件的背后，都凝聚着深厚的理论研究和严谨的设计计算，而《The Ray and Wave Theory of Lenses》则提供了一个很好的窗口，让我得以窥见这背后的精妙。
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