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出版者:化学工业出版社

作者:A.R.杰哈

出品人:

页数:378

译者:张孝霖

出版时间:2004-10

价格:55.00元

装帧:

isbn号码:9787502560225

丛书系列:

图书标签:

• 红外
• 物理
• 光学
• 红外技术
• 红外应用
• 传感器
• 遥控
• 通信
• 图像处理
• 热成像
• 工业应用
• 医疗应用
• 检测技术

好的，这是一本名为《宏观世界下的微观粒子探索》的图书简介，旨在深入剖析现代物理学在理解物质基本构成和相互作用方面的最新进展，内容完全不涉及红外技术及其应用。 --- 宏观世界下的微观粒子探索 —— 追溯物质的终极奥秘与宇宙的结构基石 图书简介 本书是一部面向对基础物理学、粒子物理学及宇宙学有浓厚兴趣的读者，乃至专业研究人员的深度专著。它系统梳理了二十世纪以来，特别是近三十年间，人类在探索物质最基本构成要素及其支配规律方面所取得的辉煌成就，并对前沿理论和未来实验方向进行了展望。 我们生活的宏观世界看似稳定而可预测，然而，其背后却隐藏着一个由夸克、轻子、玻色子等基本粒子构成的、充满活力和奇特现象的微观领域。本书将带领读者穿越时空，从古典物理学的局限性出发，逐步进入量子力学的奇妙殿堂，最终聚焦于描述自然界四大基本力——强相互作用力、弱相互作用力、电磁相互作用力以及引力——的现代理论框架。 第一部分：量子力学的基石与非定域性 本书首先建立起理解微观世界的必要数学和概念基础。我们详尽阐述了波函数、薛定谔方程的建立过程，以及它们如何成功描述原子和分子的能级结构。重点章节深入讨论了量子力学的核心特征：叠加态、不确定性原理和量子纠缠。 我们将特别关注量子纠缠现象。通过对贝尔不等式的理论推导和实验验证的梳理，本书阐明了爱因斯坦所称的“鬼魅般的超距作用”如何成为现代信息科学和基础物理学研究的热点。我们探讨了这些非定域性特征对我们理解实在（Reality）的哲学意义，以及如何通过精密的量子光学实验来检验这些效应的边界。 第二部分：粒子物理学的标准模型——一次伟大的统一 标准模型是现代粒子物理学的核心成就，它成功地将描述电磁力、弱核力和强核力的基本粒子及其相互作用统一在一个框架内。 夸克与轻子的谱系： 本书详细介绍了六种夸克（上、下、奇、魅、底、顶）和六种轻子（电子、缪子、陶子及其对应中微子）的性质、质量起源以及它们在强子（如质子和中子）内部的组织方式。我们将回顾发现顶夸克和B介子的关键实验里程碑。 规范场论与基本力的传递者： 规范场论是标准模型成功的理论工具。我们详细解释了如何通过引入规范玻色子来描述相互作用：光子（电磁力）、W和Z玻色子（弱力）以及胶子（强力）。特别地，在描述强相互作用力的章节中，本书深入探讨了渐近自由和夸克禁闭这两个至关重要的非微扰特性，这些特性解释了为什么我们在低能态下观察不到自由的夸克。 希格斯机制的突破： 最后，标准模型面临的最后一块拼图——赋予基本粒子质量的希格斯机制——将在专门章节中被详尽解析。我们不仅回顾了对希格斯玻色子的发现过程，还讨论了其耦合常数测量对物理学未来方向的指示意义。 第三部分：超越标准模型——未解之谜与新物理学 尽管标准模型取得了巨大成功，但它显然不是终极理论，存在着多个重大的理论缺陷和实验缺失。本书的后半部分聚焦于这些“新物理学”的探索领域。 暗物质与暗能量的宇宙学证据： 我们从宇宙学观测（如宇宙微波背景辐射、星系旋转曲线和超新星数据）出发，确立了暗物质和暗能量在宇宙能量密度中的主导地位。随后，本书系统梳理了对WIMPs（弱相互作用大质量粒子）、轴子（Axions）等主流暗物质候选者的直接和间接探测实验的原理与现状，并讨论了暗能量的动力学模型。 中微子的质量与振荡： 标准模型最初预测中微子没有质量，但中微子振荡现象的发现（证明中微子可以在不同“味”之间转换）无可辩驳地证明了中微子具有微小的质量。本书深入探讨了质量起源的可能机制，如跷跷板机制，并讨论了寻找“惰性中微子”和“马约拉纳中微子”的实验策略。 大统一理论（GUT）与超对称（SUSY）： 为了解决标准模型中存在的参数自由度和耦合常数未统一的问题，本书介绍了构建更高对称性理论的尝试。我们详细介绍了大统一理论如何尝试将电磁力、弱力和强力统一在一个框架下，并重点探讨了超对称理论——它不仅能自然地引入重力（通过引力子），还可能提供暗物质的稳定粒子候选者，并有助于解决层子质量问题（Hierarchy Problem）。 第四部分：极端条件下的物理学——对引力的再认识 本书的收尾部分转向了引力的描述——广义相对论——及其与量子力学的最终兼容性问题。 我们将探讨黑洞物理学的前沿进展，包括事件视界望远镜的观测结果，以及霍金辐射理论的再审视。最重要的是，我们将集中讨论量子引力的探索路径。本书对弦理论（将基本粒子视为一维振动的“弦”）和圈量子引力（将时空本身视为离散量子化的结构）这两种主要的量子引力候选理论进行了原理性介绍和对比分析，旨在揭示时空在普朗克尺度下的真实面貌。 总结： 《宏观世界下的微观粒子探索》不仅仅是对已知知识的总结，更是一次对人类认知极限的挑战。它描绘了一幅从最微小的基本粒子到最宏大的宇宙结构交织在一起的统一图景，鼓励读者以批判性的眼光审视当前物理学的边界，并思考下一个世纪的物理学革命将从何处爆发。本书的叙事风格严谨而不失生动，力求在保持科学准确性的同时，激发读者对宇宙基本奥秘的无限好奇心。

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我对这本书的结构和内容的广度感到非常惊喜。我本来以为这会是一本偏向光电子学或者器件物理的专业书，但没想到它更像是一部综合性的“技术百科全书”。我最感兴趣的部分是关于主动式红外系统的章节，特别是激光雷达（LiDAR）与红外探测器的结合应用。书中对飞点扫描（Flash LiDAR）和单光子探测器（SPAD）在近红外波段的性能差异进行了细致的比较，这一点在目前自动驾驶和三维测绘领域非常前沿。更难得的是，作者没有停留在技术原理的介绍上，而是扩展到了标准规范和安全性考量。例如，关于人眼安全等级的划分，以及不同波长下材料的反射特性对比，这些都是工程实施中必须考虑的细节。我特别赞赏作者在介绍新型探测器技术时，那种批判性的视角，没有一味吹捧最新技术，而是客观分析了其在成本、制程良率和长期稳定性方面存在的挑战。读完这部分，我感觉我对未来五年内红外探测技术的发展趋势有了更清晰的预判，不再是被市场宣传牵着鼻子走。

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这本书的阅读体验简直是一次对“严谨”二字的重新定义。我过去阅读一些技术文献时，经常会遇到图注和正文描述不一致，或者公式符号定义前后矛盾的情况，非常影响阅读心流。但《红外技术应用》在这方面做得无懈可击。我尤其注意到，作者在处理涉及传感器噪声模型的那几章时，对瑞利噪声、散粒噪声和电子学噪声的叠加关系进行了非常规范的数学建模，并且提供了详细的参数取值范围。对于我这个需要进行数据处理和信号增强的工程师来说，这些基础参数的准确性至关重要。我甚至花了一个下午的时间，对照书中给出的标准探测率公式，重新校验了我们实验室的几个老旧仪器的性能指标，结果发现书中模型的预测能力远超我们原先使用的简化模型。此外，书中对红外图像处理算法的讨论也相当到位，比如非均匀性校正（NUC）的几种主流算法——固定背景法、场景自适应法——的优缺点分析得非常透彻，并给出了实际应用中的收敛速度对比图。这本书更像是一位资深专家手把手的指导，而不是冷冰冰的教科书。

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这本《红外技术应用》的封面设计得相当有意思，那种深邃的黑与偶尔闪烁的微红光斑，一下子就让人联想到了夜视仪或者工业探伤的画面。我拿到书后，首先被它厚实的质感吸引了，这年头能看到实体书的装帧如此用心，实在难得。我本职是做材料科学研究的，平时打交道最多的就是各种光谱分析，对红外这个领域算是有个初步的了解，但总觉得书本上的知识点太零散。这本书的序言部分写得非常精彩，它没有直接堆砌公式，而是用了一种叙事的手法，勾勒出了红外技术从早期军事侦察到如今医疗影像、环境监测的整个发展脉络。我尤其欣赏作者在引言中对“信息无损获取”这一核心理念的阐述，这比单纯讲“测温”要高明得多。翻开前几章，它对黑体辐射理论的讲解深入浅出，即便是初学者也能迅速抓住重点，不像有些教材那样，上来就是一连串让人头疼的积分方程。虽然我更关注的是光谱分析的应用，但对基础理论的扎实讲解为后续的理解打下了坚实的基础。整本书的排版非常清晰，图表设计专业且信息密度适中，看着就很舒心，感觉作者在整理这些复杂的知识体系时，确实花了大工夫来优化读者的阅读体验。

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真正让我对这本书刮目相看的，是它对“跨界融合”的深刻洞察。红外技术如今早已不是一个孤立的学科，它与人工智能、物联网的结合是必然趋势。这本书的后半部分，恰好抓住了这一点，详细论述了红外数据在深度学习中的预处理和特征提取方法。例如，书中探讨了如何利用卷积神经网络（CNN）来对热像图中的异常模式进行实时识别，甚至提出了一个结合了傅里叶变换和残差网络的混合模型来增强弱信号的检测能力。这部分内容，我之前在其他专业书籍中从未见过如此系统和深入的探讨。它不仅仅是简单地提一下“AI+红外”，而是真正深入到了算法层面，探讨了不同红外波段数据对特定网络结构的敏感性差异。这种与时俱进的内容编排，体现了作者深厚的学术积累和对行业前沿的高度敏感性。这本书不仅教会了我“如何使用”红外技术，更重要的是，它启发了我思考“如何利用”红外技术去解决更复杂、更具挑战性的新问题，是一本极具前瞻性的参考资料。

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说实话，我买这本书主要是冲着它在“非接触式测量”这一块的深度去的。我所在的公司正在开发一种高精度的温度监控系统，用于保护大型精密设备的运行安全。市面上很多红外书都把重点放在了“热成像仪”的构造上，讲得头重脚轻。但这本书不同，它花了整整两个章节来深入探讨了不同大气窗口下的辐射传输模型，这一点对我帮助极大。特别是关于大气水汽、二氧化碳吸收对长波红外信号的影响分析，作者引用了好几个经典的实验数据和仿真结果，让我能够清晰地对比不同工作环境下的误差来源。我记得有一个案例分析，是关于在潮湿环境下如何通过优化滤波算法来提高信噪比的，这部分内容简直就是实战指南，直接指导了我团队对现有算法进行优化。书中的数学推导部分虽然严谨，但作者很贴心地加入了大量的注释，解释了每一步变量替换背后的物理意义，而不是简单地罗列公式，这让我在理解复杂模型时，感觉不再是雾里看花。总的来说，如果你需要将红外技术从实验室概念转化为工业级可靠应用，这本书提供的理论支撑和工程实践的结合度是极高的。

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