光学计量(上下) (平装) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:原子能出版社

作者:郑克哲编

出品人:

页数:804 页

译者:

出版时间:2002年01月

价格:127.0

装帧:平装

isbn号码:9787502223397

丛书系列:

图书标签:

• 光学
• 计量
• 光学技术
• 测量
• 仪器
• 工程
• 物理
• 标准
• 检验
• 工业

《光之度量：精确探索物质与能量的微妙界限》 （上册） 在浩瀚的宇宙中，光，这一最古老、最普遍的信使，承载着关于物质、能量乃至时空的最深邃信息。人类对光的理解，从最初的模糊感知，到如今精确的测量与控制，是一部波澜壮阔的科学史诗。《光之度量》上册，将带领读者踏上一段深入光学的奇妙旅程，探索人类如何以不懈的智慧与精密的工具，揭示光的本质，并利用其独特属性解决诸多现实难题。 本册内容聚焦于光学测量的基础理论与经典方法。我们将从光的粒子说与波动说之争的哲学思辨出发，追溯至光的波长、频率、振幅等基本属性的定义与测量。读者将深入了解，为何光的波长会成为丈量微观世界的标尺，而频率又如何揭示其能量的秘密。我们将详细阐述干涉、衍射、偏振等经典光学现象，并深入剖析这些现象在测量技术中的应用。 光的本性与测量基础： 从早期关于光是否为粒子或波动的争论，到惠更斯、牛顿、杨、麦克斯韦等科学巨匠的理论突破，我们将勾勒出人类对光认识的演进脉络。在此基础上，详细介绍波长、频率、振幅、相位等光的关键物理量，并讲解它们如何通过一系列精密的实验被首次精确测量，为后续的计量学奠定基础。例如，通过迈克尔逊干涉仪测量可见光波长，以及利用斯托克斯参量描述光的偏振状态等经典案例。 干涉：测量微观尺度的秘密之钥： 干涉是光的一种基本波动现象，也是光学测量中最强大、最精密的工具之一。本册将详尽介绍单缝、双缝、多缝干涉以及薄膜干涉的原理。读者将学习到如何通过分析干涉条纹的位移、宽度和强度分布，来测量长度、表面粗糙度、折射率甚至材料的微小形变。我们将重点介绍杨氏双缝实验的原理及其在测量中的应用，并深入探讨傅科干涉仪、萨纳克干涉仪等经典仪器在精密测量领域的贡献。从测量微米级表面缺陷到探测天文现象中的微弱光信号，干涉技术的应用无处不在。 衍射：揭示光波绕射与成像的奥秘： 衍射是光波遇到障碍物或孔径时传播方向改变的现象。本册将系统阐述菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射的理论，并重点介绍衍射在光学仪器设计与性能评估中的重要作用。我们将探讨衍射光栅如何实现光谱的精密分析，以及其在波长测量中的核心地位。此外，衍射限制的成像分辨率，即阿贝衍射极限，也是本册的重点内容，它直接关系到显微镜、望远镜等成像系统的分辨能力，是理解光学仪器性能的关键。读者将了解到，即使在理想情况下，衍射也会限制我们看到多细微的结构，而光学计量正是要尽可能逼近甚至突破这一极限。 偏振：把握光的方向性与空间信息： 光的偏振特性，即其电场振动方向的定向性，为我们提供了探测物质属性和进行空间定位的独特手段。本册将详细介绍线偏振、圆偏振、椭圆偏振等偏振状态，以及产生和检测偏振光的方法，如使用偏振片、波片等光学元件。读者将学习到偏振光在测量材料光学活性、应力分析、液晶显示技术以及三维成像等领域的广泛应用。例如，通过偏振光测量玻璃应力分布，或者利用偏振原理实现防伪标识的检测。 光度学与色度学基础： 任何对光的测量，都离不开对光强、光通量、照度、亮度等光度学量的精确定义与测量。本册将系统介绍国际单位制中光度学量的基本单位，如坎德拉（cd），并讲解不同测量仪器（如光度计、照度计）的工作原理。同时，我们将引入色度学的基础概念，如三刺激值、色坐标等，以及它们如何被用来描述和量化颜色的差异。这对于色彩还原、图像处理以及材料颜色表征至关重要。 精密测量技术与仪器： 在理论讲解的基础上，本册将详细介绍一系列在光学计量中扮演核心角色的精密测量仪器。包括各种类型的干涉仪（如肥皂泡干涉仪、马赫-曾德尔干涉仪）、衍射光栅光谱仪、偏振计、光度计、色度计等。我们将剖析这些仪器的结构、工作原理、精度限制以及在实际应用中的注意事项。例如，如何通过调整干涉仪的各个部件来获得清晰的干涉条纹，或者如何使用光谱仪来精确分析光源的成分。 《光之度量》上册，不仅是一次对光学测量基础知识的系统梳理，更是一次对人类认识自然、改造自然的智慧结晶的深度探索。通过对这些经典理论与技术的掌握，读者将能够更深刻地理解我们周围世界的物理本质，并为进一步探索更前沿的光学测量技术打下坚实的基础。 （下册） 承接上册对光学测量基础理论与经典方法的深入探讨，《光之度量》下册将目光投向更为广阔和前沿的光学测量应用领域。本册将系统介绍现代光学计量中涌现出的各种创新技术，以及它们如何深刻地改变着科学研究、工业生产、医疗健康乃至日常生活。我们将重点关注非接触式测量、动态测量、三维测量、光谱分析等高新技术，展现光学计量在解决复杂工程问题和推动科技进步中的关键作用。 激光与光电子测量：新时代的度量利器： 激光作为一种高度相干、单色性好、方向性强的光源，其诞生极大地拓展了光学测量的可能性。本册将详细介绍激光的基本原理及其在测量中的独特优势。我们将重点阐述激光测距（如激光雷达）、激光扫描、激光干涉测量（如激光跟踪仪）以及激光三角测量等技术。这些技术以其高精度、高效率和非接触性的特点，在航空航天、精密制造、地质勘探、城市测绘等领域得到了广泛应用。读者将了解到，激光如何实现亚毫米级的距离测量，以及如何构建高精度的三维模型。 全息术与数字全息：定格三维世界的幻影： 全息术是一种能够记录并再现物体三维信息的光学技术。本册将深入讲解全息图的记录原理，即通过激光干涉来记录物体的振幅和相位信息。我们将详细介绍全息图的解码过程，以及如何通过再现光来获得逼真的三维像。在此基础上，我们将重点介绍数字全息技术，它利用数字传感器（如CCD或CMOS）直接记录全息图，并通过计算机进行数值重构，大大提高了全息术的实用性和灵活性。数字全息在表面形貌测量、生物医学成像、无损检测以及信息存储等领域展现出巨大的潜力。 机器视觉与图像测量：赋予机器“慧眼”： 机器视觉是结合了光学、图像处理、人工智能等技术的交叉学科，它使得机器能够“看懂”和“理解”图像信息。本册将详细介绍机器视觉系统的工作原理，包括图像采集、图像预处理、特征提取、目标识别与跟踪等关键步骤。我们将重点阐述基于图像处理的光学测量技术，如利用二维图像进行尺寸测量、形状分析、定位识别，以及如何通过多视角图像或立体视觉实现三维形貌重建。机器视觉已广泛应用于工业自动化、质量检测、机器人导航、安防监控以及医疗诊断等领域。 光谱分析技术：洞悉物质的“指纹”： 光谱分析是通过分析物质与光的相互作用（如吸收、发射、散射）所产生的“光谱指纹”来识别物质成分、结构和含量。本册将系统介绍紫外-可见分光光度法、红外光谱法、拉曼光谱法、原子吸收光谱法等经典和现代光谱分析技术。我们将深入讲解每种技术的物理原理、仪器构成以及在化学、材料科学、环境监测、食品安全、药物分析等领域的应用。例如，如何通过紫外-可见光谱快速测定溶液中的物质浓度，或者如何利用红外光谱识别有机化合物的官能团。 相位测量技术：捕捉微小变化的高精度手段： 相位测量技术，尤其是基于干涉的相位测量干涉术（Phase-Shifting Interferometry, PSI），因其能够实现极高的测量精度而备受关注。本册将详细介绍PSI的基本原理，即通过控制参考光与物光之间的相位关系，并采集多幅干涉图，然后通过算法解算出物体的相位分布，进而得到高精度的形貌信息。我们将介绍不同类型的相位测量干涉仪，如S Pompeo干涉仪、Twyman-Green干涉仪等，以及它们在微电子器件制造、精密光学元件检测、生物组织表面测量等领域的应用。 动态光学测量与高速成像：捕捉瞬间的动态： 许多物理现象的发生转瞬即逝，需要高速的成像和测量技术来捕捉其动态过程。本册将介绍高速摄像技术、高速干涉测量以及时间分辨光谱技术等，它们能够记录纳秒甚至皮秒量级的事件。我们将探讨这些技术在流体力学研究、碰撞动力学分析、材料断裂过程观察、生物细胞活动跟踪等方面的应用。例如，如何利用高速摄像机捕捉子弹穿过障碍物的瞬间，或者如何通过高速干涉仪测量物体在冲击载荷下的变形过程。 三维光学测量与点云处理：构建数字世界： 随着技术的发展，对物体进行全面、精确的三维信息获取变得日益重要。本册将介绍多种三维光学测量技术，包括结构光扫描、激光扫描、摄影测量（Photogrammetry）和立体视觉。我们将深入讲解这些技术的原理、优缺点以及它们在逆向工程、工业设计、文物保护、虚拟现实、医疗康复等领域的广泛应用。此外，本册还将触及点云数据的处理与分析，包括点云配准、降噪、分割、特征提取以及曲面重建等关键技术，它们是实现三维信息可视化和应用的基础。 《光之度量》下册，将读者带入一个充满活力与创新的光学测量世界。从激光的精准束缚，到全息的真实再现，再到机器视觉的智能洞察，以及光谱分析的物质探秘，光学计量技术正以前所未有的速度渗透到各个科学和工业领域。本书不仅揭示了这些前沿技术的强大能力，更在于展现了人类如何通过精密的测量，不断拓展对宇宙的认知边界，并以前所未有的精度和效率解决着我们面临的挑战。通过这两册内容的学习，读者将能够深刻理解光学计量在现代科技体系中的核心地位，并为未来在相关领域的探索与发展提供坚实的知识支撑。

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初读之下，我发现这本书的叙事节奏掌握得非常到位，它并非那种枯燥乏味的教科书式陈述，而是像一位经验丰富的前辈在娓娓道来，充满了洞察力和启发性。作者在引入核心概念时，总能巧妙地结合一些生动的实例或历史背景，一下子就能抓住读者的注意力。比如在讲解某个测量原理时，它没有直接给出复杂的数学公式，而是先描绘了一个实际应用场景，让我们直观地感受到为什么需要这个技术，这种“问题导向”的教学方法极大地降低了理解的门槛。读完前几章，我感觉自己对基础理论的理解比以往任何时候都要扎实和深入，不再是死记硬背公式，而是真正理解了背后的物理意义和工程逻辑。特别是它对误差分析那部分的论述，细致入微，让人茅塞顿开，真正体会到了“计量”二字的严谨性。

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这本书的深度和广度都令人印象深刻，它似乎涵盖了该领域几乎所有重要的分支和最新的发展动态。我发现它在传统光学计量原理的讲解上做到了详尽无遗，同时对新兴技术如干涉测量、非接触式传感等也给予了足够的篇幅进行深入探讨。这种兼顾经典与前沿的结构，使得这本书的生命力非常强，即便是对资深从业者来说，也绝对称得上是一部值得反复研读的工具书。我尤其欣赏它在理论推导后的“工程实践”部分，总是能紧密联系实际操作中可能遇到的难题，提供了诸多实用的解决方案和规避风险的建议。这说明作者不仅是理论大家，更是一位脚踏实地的实践者，这种双重身份的结合，使得书中的内容极具可操作性和参考价值。

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与市面上其他同类书籍相比，这本书最大的优势在于其逻辑结构的连贯性和递进性。上下两册的划分处理得非常巧妙，似乎是经过精心设计的学习路径图。第一册着重于建立坚实的理论基础和基础光学定律的计量学解释，为后续的深入研究铺平了道路；而第二册则大胆地迈向了复杂系统的集成和高级应用，充满了挑战性和前瞻性。这种由浅入深、层层递进的编排方式，使得读者可以根据自己的知识背景和学习进度进行选择性阅读，或者按照既定路线进行系统性的学习。我感觉自己就像是跟着一位优秀的导师，一步一个脚印地构建起自己的知识体系，每翻过一章，都能清晰地感受到自己在认知上的飞跃，没有丝毫的知识断层感或突兀感。

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这套书的装帧设计真是让人眼前一亮，平装本拿在手里重量适中，便于携带，而且封面设计简洁大气，透露出一种专业而又不失典雅的气质。内页的纸张质量也相当不错，印刷清晰，字体大小适中，长时间阅读下来眼睛也不会感到疲劳。光是触摸和翻阅的过程，就让人对接下来的阅读内容充满了期待。作者的排版也很用心，图表和文字的穿插布局合理，逻辑清晰，使得复杂的概念更容易被理解和消化。对于我们这些需要经常查阅参考资料的研究人员或学生来说，这样的物理形态简直是福音，既能满足日常学习的需求，又方便携带到实验室或图书馆。我尤其欣赏他们对细节的关注，比如章节标题的字体选择和页边距的设置，都体现了出版方对读者体验的重视。拿到手上就能感受到一股扎实的学术气息，让人忍不住想立刻沉浸其中，细细品味其中的奥妙。

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关于这本书的实用价值，我只能用“宝藏”来形容。我翻阅了其中关于高精度位移测量仪器的设计章节，其中详细阐述了从系统构架到关键器件选型，再到软件算法实现的完整流程，详尽到连调试步骤都清晰列出。这对于我们部门正在进行的新项目来说，无疑是提供了极大的参考价值和效率提升。书中提供的那些案例分析，无一不展现了作者深厚的专业积累和解决实际问题的能力。我甚至发现了一些过去在其他文献中难以找到的细节处理技巧，这些“小窍门”往往是在工程实践中摸爬滚打多年才能领悟到的精髓。毫不夸张地说，这本书已经超越了一本单纯的教材范畴，它更像是一本融合了理论精粹与工程智慧的“操作手册”，对于提升个人技术水平具有不可估量的作用。

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