Laser Spectroscopy pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:World Scientific Pub Co Inc

作者:Hannaford, Peter/ Sidorov, Andrei (EDT)/ Bachor, Hans (EDT)/ Baldwin, Ken (EDT)/ INTERNATIONAL CONFE

出品人:

页数:416

译者:

出版时间:

价格:118

装帧:HRD

isbn号码:9789812386168

丛书系列:

图书标签:

• 激光光谱学
• 光谱学
• 激光物理
• 原子物理
• 分子物理
• 光学
• 分析化学
• 物理化学
• 量子光学
• 精密测量

探索光与物质的微观世界：原子与分子的精密测量 图书名称：《光与物质的微观交响：原子与分子光谱学原理与应用》 内容简介 本书旨在为读者构建一个全面而深入的理解框架，用以掌握原子与分子光谱学的基本原理、尖端技术及其在现代科学研究中的广泛应用。本书避免了对特定技术如“激光光谱学”的深入聚焦，而是采取了一种更宏观、更基础的视角，系统地梳理了光与物质相互作用的物理图像，并重点阐述了如何利用这些相互作用进行物质的结构、动力学和组分的精密表征。 第一部分：基础理论的构建——光与物质的相互作用 本书首先从量子力学的基本假设出发，奠定了理解光谱现象的理论基石。我们详细阐述了原子和分子能级结构的起源，包括薛定谔方程在多电子系统中的近似求解方法，如哈特里-福克（Hartree-Fock）方法及后续的组态相互作用（CI）修正。重点讨论了角动量量子化理论，解释了精细结构、超精细结构以及斯塔克（Stark）效应和塞曼（Zeeman）效应的物理起源。 在光与物质的相互作用部分，本书深入解析了偶极矩、多极矩辐射理论。我们详尽地推导了爱因斯坦的自发辐射系数 ($A_{21}$)、受激吸收和受激发射系数 ($B_{12}, B_{21}$) 之间的关系，强调了玻尔频率条件和选择定则在确定谱线强度和分布中的核心作用。此外，书中还详细讨论了线形展宽的各种机制：自然展宽、多普勒展宽（着重于速度分布的统计力学解释）、压力展宽（碰撞引起的相干性破坏）以及仪器展宽的限制。 第二部分：传统光谱学的基石与挑战 本部分将视角转向经典的光谱获取与分析技术，这些技术构成了现代光谱学不可或缺的背景知识。 色散与分离技术： 详细分析了衍射光栅的原理，包括闪耀角和刻痕密度对分辨率和光效率的影响。对棱镜分光仪的色散关系进行了数学建模。 辐射源的演进： 概述了从连续光源（如钨灯、氘灯）到窄带光源（如高压汞灯、短弧氙灯）的发展历程，强调了光源的带宽、稳定性和功率密度对信噪比的决定性影响。 光电探测技术： 深入探讨了光电倍增管（PMT）、光电导探测器（如CCD和CMOS阵列）的工作原理。书中不仅关注了量子效率和暗电流等关键参数，还分析了噪声的来源（散粒噪声、热噪声）及其对微弱信号检测的限制。 第三部分：高分辨光谱的新范式——超越传统极限的测量 本章聚焦于如何通过创新的实验设计和信号处理技术，突破经典仪器函数的限制，实现对物质能级结构的超高精度测量。 频率稳定与参考技术： 强调了实现高精度测量的关键在于对参考频率的精确控制。书中系统介绍了利用原子钟、晶体振荡器以及分子振动-转动能级作为绝对频率基准的技术。 干涉测量方法： 傅里叶变换光谱技术是本部分的核心内容。我们详细解析了马赫-曾德尔干涉仪和法布里-珀罗（Fabry-Perot）干涉仪的工作原理，阐明了它们如何通过调制和解调技术，将高分辨率信息编码到干涉图样中，并最终通过傅里叶逆变换重构出高分辨率吸收或发射谱。 光束的特性与操控： 深入探讨了光的空间模式（如高斯光束的传播特性）以及如何利用光学元件（如透镜组、空间滤波器）对光场进行整形，以优化与样品区域的耦合效率，从而提高信号强度。 第四部分：光谱学在物质分析中的前沿应用 本部分将理论与实验技术无缝连接到实际应用场景，展示了精密光谱分析在不同科学领域中的强大能力。 化学结构鉴定： 讨论了分子振动与转动光谱在确定化学键长、键角和分子构象中的作用，例如，如何利用特定频率吸收谱带区分顺式和反式异构体。 材料科学中的缺陷分析： 阐述了如何通过测量固体材料中杂质或晶格缺陷引起的特定发射或吸收线，来评估半导体、陶瓷或光纤材料的质量和性能。 环境监测与过程控制： 探讨了如何利用远程或在线光谱技术对大气成分、水体污染物的痕量分析。这包括对不同吸收截面特性的比较，以及如何设计鲁棒的采集系统以应对复杂的背景干扰。 本书的撰写旨在提供一个扎实、全面且技术细节丰富的参考资料，适用于物理学、化学、材料科学以及相关工程领域的高年级本科生、研究生及科研人员。它侧重于理解现象背后的物理规律和实现高精度测量的工程挑战，而非局限于某一种特定工具的描述。通过对基础理论的透彻解析和对多种精密测量方法的系统比较，读者将能够掌握设计、实施和解释复杂光谱实验所需的核心知识体系。

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