高一物理(第1册下第5次修订版)/创新作业本 (平装) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:湖南人民出版社

作者:胡荷荣

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2005-05-01

价格:10.0

装帧:平装

isbn号码:9787543820449

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好的，为您提供一份不包含您指定图书内容的、详尽的图书简介。 --- 《光影探秘：现代光学与信息技术前沿》 本书简介 《光影探秘：现代光学与信息技术前沿》是一部深入探讨光在现代科学与技术领域中应用的综合性著作。本书旨在为物理学爱好者、光学工程专业学生以及相关技术领域的研究人员提供一个全面而深入的视角，解析从经典光学原理到尖端光电子技术的发展脉络与核心概念。我们聚焦于光与物质相互作用的基本规律，并详细阐述了这些规律在现代信息处理、传感、成像和能源转换中的具体应用。 本书共分为六个核心部分，共计十八章，结构紧凑，逻辑清晰，力求在理论深度与工程实践之间找到完美的平衡点。 第一部分：光学基础的再审视与延伸（第1章至第3章） 本部分致力于为读者打下坚实的光学基础，并引入超越传统教科书范畴的现代视角。 第1章：电磁波谱与光的基本性质 本章从麦克斯韦方程组出发，系统回顾了光的电磁本质。我们不仅探讨了光的传播、反射和折射等基础现象，更深入分析了光的偏振态在不同介质中的演化规律。重点讨论了高斯光束的特性及其在自由空间中的传输，为后续的激光部分做铺垫。 第2章：波动光学：干涉与衍射的精妙设计 本章是波动光学的核心。详细解析了经典的两束光和多束光干涉原理，包括迈克尔逊干涉仪的工作机制及在精密测量中的应用。在衍射方面，本书超越了单缝衍射的简单模型，着重分析了菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射在光学元件设计中的指导意义，特别是光栅理论的构建与光谱仪的原理。 第3章：几何光学：从成像系统到像差理论 虽然几何光学是光学研究的基石，但本章侧重于现代精密成像系统对几何光学的要求。我们详细讨论了光学系统的矩阵描述方法，并对常见像差——球差、彗差、像散、场曲和色差——进行了深入的理论剖析和优化策略探讨。通过案例分析，展示了如何利用现代光学设计软件对复杂多镜片系统进行优化。 第二部分：激光技术：现代光学的心脏（第4章至第6章） 激光是20世纪最伟大的发明之一。本部分全面覆盖了激光的产生、特性及其关键应用。 第4章：受激辐射与激光器原理 本章深入阐述了爱因斯坦的受激辐射理论，这是激光技术的核心。详细分析了粒子数反转、激光振荡条件、增益与损耗的平衡。随后，系统介绍了泵浦源、工作物质（如固体激光器、气体激光器、半导体激光器）的选择标准和能级结构设计。 第5章：激光器的模式与光束质量 激光束的相干性、单色性和指向性是其优越性能的体现。本章专注于激光腔模式（TEMmn模式）的理论分析，特别是横模和纵模的选择与控制。同时，引入了光束质量因子$M^2$的概念，讨论了如何通过腔设计来获得理想的近衍射极限光束。 第6章：非线性光学：光的魔力与新波段的产生 进入非线性光学领域，本章探讨了强光场下物质响应的非线性特性。重点分析了倍频（SHG）、和频产生（FHG）等现象，阐释了产生红外、紫外甚至太赫兹波的物理机制。对参量振荡器（OPO）的原理与调谐特性进行了详尽的介绍，揭示了其在宽带光源生成中的重要地位。 第三部分：光信息与通信技术（第7章至第9章） 光在信息时代的地位无可替代。本部分聚焦于光纤通信和光存储技术。 第7章：光纤光学导波理论 本章详细阐述了光纤作为传输媒介的物理基础。从最简单的平行板波导出发，推导出光纤中的电磁场分布，深入分析了单模光纤和多模光纤的特性。重点讨论了色散（材料色散与波导色散）的联合效应及其对高速传输的限制，并介绍了色散补偿技术。 第8章：光通信系统与器件 本章概述了现代光纤通信系统的架构。涵盖了光源（LED、DFB激光器）、调制器（电光调制器）以及光电探测器的性能指标。特别关注了先进的相干光通信技术，包括偏振复用（PDM）和多电平调制（QAM）在提升信道容量中的作用。 第9章：光存储与全息技术 本章探讨了利用光进行信息记录和读取的技术。详细分析了磁光记录（MO）和相变记录（PC）的物理原理。在全息学方面，系统介绍了全息图的记录、再现过程，以及数字全息显微成像（DHM）在无透镜成像中的前沿应用。 第四部分：先进光学成像与传感（第10章至第12章） 本部分展示了光学在“看清”和“感知”世界方面的强大能力。 第10章：光学成像的极限与超分辨技术 本章挑战了衍射极限的传统观念。详细介绍了傅里叶光学在成像过程中的作用，并聚焦于如何突破这一极限。深入解析了荧光共振能量转移（FRET）、受激发射损耗（STED）等关键的超分辨成像方法，及其在生物医学领域的突破性进展。 第11章：光镊技术与微纳操作 光镊（Optical Tweezers）利用高度聚焦的激光束对微米甚至纳米级的粒子施加的光梯度力和散射力，实现了对微小物体的无接触操纵。本章详细阐述了拉盖尔-高斯（LG）光束的动量特性，并介绍了其在细胞力学测量和分子生物学实验中的应用实例。 第12章：光学传感与测量 本章关注基于光信号变化进行物理量测量的技术。涵盖了干涉测量学（如Fizeau干涉仪）、偏振传感以及分布式光纤传感（DTS）技术，后者在结构健康监测和油气管道安全监控中的应用尤为突出。 第五部分：光与物质的相互作用：量子与半导体（第13章至第15章） 本部分将光学与量子力学、固体物理相结合，探讨更深层次的物理机制。 第13章：量子光学的基本概念 从光子到量子态，本章介绍了光量子化的概念。探讨了光子的统计特性，如泊松分布与光子散粒噪声。引入了量子纠缠光对的产生（如自发参量下转换SPDC），为量子信息奠定理论基础。 第14章：半导体光电器件的物理基础 详细分析了半导体材料的能带结构如何决定其光电特性。重点讨论了PN结在光吸收（光伏效应）和光发射（电致发光）中的作用，为理解LED和半导体激光器的工作机制提供坚实的物理背景。 第15章：光子晶体与超材料 光子晶体通过周期性结构调控光的传播，实现了对光流的精确控制。本章介绍了布拉格反射、光子带隙的概念。进一步，本书拓展到超材料领域，阐释了负折射率和空间变化的介电常数如何可能实现“隐形斗篷”等前沿概念。 第六部分：能源与前沿应用展望（第16章至第18章） 本书的最后一部分将目光投向光电技术在能源和新兴计算领域的应用。 第16章：光伏转换技术 本章系统评估了太阳能光伏器件的性能。除了传统的晶硅电池，重点分析了薄膜太阳能电池的优势与挑战。深入探讨了钙钛矿太阳能电池的结构特点、光电转换效率的瓶颈以及稳定性问题。 第17章：光计算与量子信息处理 展望未来计算范式，本章比较了电子计算与光子计算的潜力。详细讨论了基于光学的逻辑门、光子集成电路（PICs）的实现路径，以及光子在实现量子计算（如拓扑量子计算）中的潜在角色。 第18章：现代光学工程中的计算工具与趋势 本章作为总结与展望，介绍了现代光学工程师必须掌握的工具链，包括Zemax、Lumerical等软件在光学设计、模拟中的应用方法。最后，对未来十年光学技术的发展趋势——如自由曲面光学、AI赋能的光学设计等——进行了预测性分析。 读者对象： 本书适合具有大学普通物理基础，对光学和信息技术有浓厚兴趣的读者。特别是高等院校物理学、光电信息工程、电子信息工程等相关专业的高年级本科生、研究生及青年科研工作者。 本书特点： 理论深度适中，覆盖面广，注重前沿技术，案例翔实，图文并茂，旨在激发读者对光科学的探索热情，并能快速掌握解决实际工程问题的基本思路。

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这本教材，说实话，拿到手的时候挺让人期待的，毕竟是高一物理，基础嘛。翻开第一章，感觉内容编排还算扎实，概念的引入比较循序渐进，不像有些书上来就抛一堆公式，让人摸不着头脑。不过，例题的设计上，我个人觉得可以更生活化一些。比如讲到受力分析的时候，如果能多结合一些我们日常能见到的场景，比如自行车刹车啊，或者玩滑板啊，可能理解起来会更直观。我记得有一次讲到牛顿第二定律，书上的例子是小车在光滑水平面上运动，虽然严谨，但总觉得有点脱离实际。我更希望看到一些能激发好奇心的题目，那种能让我忍不住去思考“为什么会这样”的案例。做完前几章的练习，感觉对基本概念的掌握度还行，但深入挖掘的题目比较少，可能更偏向于基础知识的巩固，对于想挑战一下自己的同学来说，可能需要额外的拓展资料。整体来说，作为入门教材，合格有余，但想拔尖可能还差点火候。

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对于创新作业本的部分，我的感受就比较复杂了。它确实提供了一定的深度和广度，不像纯粹的课本习题那样只有基础的机械重复。我尤其欣赏那些需要综合运用多个知识点才能解答的题目，它们强迫我去回顾和联系前面学过的知识，而不是孤立地看待每一个定律。但是，有一点需要吐槽的是，部分答案的解析过于精简，简直就是“步骤展示”，而不是“解题思路引导”。比如一个复杂的运动学问题，它直接给出了最终的计算过程，却跳过了如何建立坐标系、如何选择合适的公式进行变量替换的关键思考路径。这对于那些正在摸索解题方法的学生来说，帮助其实有限。我更倾向于那种能看到“走弯路”的解题过程，以及为什么选择这条路的解释，而不是直接看到一条笔直通向终点的公式链。

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从装帧质量来看，这本书的纸张还算厚实，拿在手里有一定的分量感，这让人感觉它是一本值得认真对待的工具书。封面设计虽然朴素，但体现了某种务实的学习态度。然而，在使用过程中，我发现内页的装订似乎有点过于紧密，尤其是在跨页的大图表或者需要展开阅读的推导过程那里，书脊部分的内容经常被“吃掉”一部分，需要用力压平才能看清楚，这对于需要反复查阅和标记重点的读者来说，是一个小小的物理障碍。另外，书本的开本大小适中，方便携带，但如果能在页边空白处预留更多的笔记区域，那会更符合我们边学边记的学习习惯。现在的空白地方实在太窄了，写不下几行字，很多关键的感悟和自己的推导只能挤在公式旁边，显得有些杂乱。

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这本书的章节逻辑安排，整体上是符合高中物理的教学标准的，从力学基础稳步推进，为后续的电磁学等内容打下了基础。我对其中关于实验探究部分的描述印象深刻，它不仅仅是告诉我们实验步骤，还提到了误差分析和数据处理的初步概念，这一点非常重要，因为它强调了物理学不仅仅是公式的堆砌，更是严谨的科学方法。不过，在某些实验的原理讲解上，深度略显不足。例如，在讲到用DIS系统进行数据采集时，对传感器原理和数据拟合的背景知识介绍得比较单薄，这使得一些动手能力强的学生可能会停留在“照做”的层面，而无法真正理解背后的物理意义。如果能用更生动的小插图解释这些高科技仪器的核心工作原理，让抽象的电流、电压信号与具体的物理量联系起来，我相信学习的内驱力会大大增强。

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这本书的排版风格倒是挺简洁的，黑白为主，没有太多花哨的图示，这对于喜欢专注阅读文字和公式的读者来说是个加分项。但是，在某些关键的物理图像上，我觉得配图的清晰度和细节处理上还有提升空间。比如，在讲解矢量合成与分解时，那个坐标系的选取和力的投影画法，如果能用更清晰的颜色区分或者三维示意图来辅助说明，哪怕只是一个小小的标注，对初学者来说都能省去不少琢磨的时间。我记得有一次对着一个斜向拉力分解图看了半天，才搞明白那个角度是怎么算的。而且，书中的一些术语解释，虽然准确，但有时候显得过于书面化，缺乏一点口语化的引导。如果能在每节课的开始或者结束，加一段“思考一下”或者“生活中在哪里见过”的提示，或许能更好地连接理论与实践，让学习过程不那么枯燥。

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