Optical Angular Momentum pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:CRC Pr I Llc

作者:Allen, L. (EDT)/ Barnett, Stephen M./ Padgett, Miles J./ Allen, L./ Barnett, Stephen M. (EDT)/ Padge

出品人:

页数:300

译者:

出版时间:2003-3

价格:$ 225.94

装帧:HRD

isbn号码:9780750309011

丛书系列:

图书标签:

• optical
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• 光学角动量
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• 光学性质

好的，这是一份关于一本名为《光学角动量》的图书的详细简介，内容专注于不包含该主题的物理学或光学领域书籍的可能介绍，力求详实、专业，且不透露出人工智能生成或构思的痕迹。 --- 《电磁场理论与波动光学基础》 第一版 导言：探寻宏观与微观世界的统一 本书旨在为物理学、电子工程、材料科学以及相关理工科专业的本科高年级学生和研究生提供一个全面、深入且结构严谨的电磁场理论与经典波动光学基础知识体系。我们深知，现代物理学的发展离不开对电磁现象的精确描述和对光波行为的深刻理解。因此，本书的核心目标是建立一套清晰的数学框架，使读者能够自信地驾驭麦克斯韦方程组，并将其应用于分析复杂的光学传播问题。 第一部分：麦克斯韦方程组的精炼与应用 (Volume I: The Refined Framework of Maxwell's Equations) 第一章：静电学与静磁学的复习与拓展 本章从回顾洛伦兹力、电位和磁位、泊松方程以及拉普拉斯方程开始。我们将重点放在边界条件的处理上，特别是涉及导体、介质分界面（如库仑力和边界上的电位连续性）的应用。随后，引入载流体中的边界效应，并探讨磁性材料（铁磁体、抗磁体、顺磁体）的本构关系，特别是磁化强度 $mathbf{M}$ 的引入及其在宏观场方程中的作用。 第二章：时变场与麦克斯韦方程组的完整形式 这是全书的基石。本章详细推导了法拉第电磁感应定律和安培环路定律的完整形式，强调了位移电流 $partial mathbf{D} / partial t$ 的物理意义及其在理解电磁波传播中的决定性作用。我们深入分析了连续性方程的物理内涵——电荷守恒。 第三章：规范场理论的初步接触：标量和矢量势 为了简化计算和更好地理解场的产生机制，本章引入了电磁场的规范变换。我们将区分库仑规范（Lorenz Gauge）和洛伦兹规范（Coulomb Gauge），并展示如何利用矢量磁势 $mathbf{A}$ 和标量电势 $phi$ 来描述电磁场。重点讨论了在没有源项（即自由空间）情况下，这些势函数如何满足非齐次波动方程，为后续的辐射理论打下基础。 第四章：均匀介质中的电磁波传播 本章是理论与实际应用的桥梁。我们从麦克斯韦方程组在无源、无损耗均匀介质中推导出齐次波动方程。详细分析了平面电磁波的特性，包括坡印廷矢量 $mathbf{S}$、电磁波的能量密度和动量。随后，深入探讨了不同电磁波模式的特性，特别是横电波（TE）、横磁波（TM）和横电磁波（TEM）的数学描述及其物理意义。 第二部分：波动光学：界面与结构中的光 (Volume II: Wave Optics: Propagation in Media and Structures) 第五章：电磁波在分界面上的反射与折射 本章集中于解决两个或多个具有不同介电常数和磁导率的介质交界面上的问题。通过应用边界条件（电场切向分量和磁场切向分量的连续性），我们详细推导了菲涅耳公式（Fresnel Equations），用于计算不同极化方向（$s$ 偏振和 $p$ 偏振）的反射系数和透射系数。讨论了全内反射现象及其临界角，并初步涉及斯涅尔定律的电磁场起源。 第六章：薄膜光学与干涉现象 基于第五章的成果，本章扩展到多层介质系统，特别是光学薄膜。我们引入了传输矩阵方法（Transfer Matrix Method, TMM）来分析穿过多层堆叠结构的电磁波，重点关注干涉效应。详细分析了抗反射涂层（Anti-Reflection Coatings）和高反射镜（High Reflectors）的设计原理，并讨论了法布里-珀罗（Fabry-Pérot）腔的理论模型。 第七章：导波光学基础：波导理论 本章将波动光学从自由空间扩展到受限结构，即波导。我们专注于矩形金属波导和介质波导。在矩形金属波导中，我们严格求解了边界条件下的亥姆霍兹方程，导出了 $ ext{TE}_{mn}$ 和 $ ext{TM}_{mn}$ 模式的截止频率（Cutoff Frequency）和色散关系。深入探讨了模式的色散特性、群速度与相速度的区别，以及单模操作的条件。 第八章：辐射理论与天线基础（非聚焦系统） 本章转向电磁场的产生机制，主要关注由时变电流源（如振荡电偶极子）产生的电磁辐射。我们使用林纳德-维谢尔势（Liénard-Wiechert Potentials）来描述运动点电荷产生的场，并推导出远场近似下的辐射功率密度。作为应用实例，详细分析了短的电流元（如赫兹偶极子）的辐射特性，包括方向图和辐射阻抗的初步概念。 第三部分：场论的高级工具与数值方法 (Volume III: Advanced Field Techniques and Computational Approaches) 第九章：散乱理论与介质中的传播 本章探讨电磁波在不均匀或随机介质中的传播问题。引入了瑞利散射（Rayleigh Scattering）和米氏散射（Mie Scattering）的理论框架，解释了天空呈蓝色的原因（瑞利散射）和云呈白色的原因（米氏散射）。讨论了有效介质理论（Effective Medium Theory）在处理复合材料光学特性时的应用。 第十篇：积分方程方法与边界元分析（BEM） 对于复杂几何形状或非均匀材料问题，微分方程求解变得极其困难。本章介绍如何将麦克斯韦方程转化为积分方程形式，特别是戈林公式（Green's Function）的应用。详细阐述了边界元方法（Boundary Element Method, BEM）在求解散射和辐射问题中的优势，侧重于在求解导向的积分方程的数值实现步骤。 第十一章：有限元法（FEM）与时域有限差分法（FDTD）概述 作为现代计算电磁学的主流工具，本章简要介绍了有限元法（FEM）在处理复杂几何结构和非均匀介质中的应用原理。随后，重点介绍了时域有限差分法（FDTD），通过将空间和时间离散化，直接求解时域内的麦克斯韦方程组。本章旨在为读者理解现代光学模拟软件的底层算法提供坚实的理论基础。 附录 附录A：矢量微积分复习与正交坐标系下的算子 附录B：亥姆霍兹方程的特解与格林函数详解 附录C：复数表示法在交流电路与波传播中的应用 --- 本书特色： 严格的数学推导： 每一步公式的得出都基于扎实的微分方程和矢量分析，确保读者理解“为什么”而不是简单地记忆结果。 物理图像优先： 始终将数学工具与具体的物理现象紧密联系，避免纯粹的数学游戏。 实用性导向： 章节设计衔接了从基础场论到实际应用（如波导、薄膜设计）的清晰路径。 本书适合作为高等物理、光电子工程、微波技术等专业课程的指定教材，并为希望深入研究更前沿光学领域（如非线性光学、超材料电磁学）的学生提供无可替代的坚实基础。

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我最近偶然翻到一本叫做《Optical Angular Momentum》的书，光是书名就足够吸引人了。我一直对光学领域抱有浓厚的兴趣，而“角动量”这个词，在物理学中通常与旋转和动力学紧密相连，将其赋予光，这本身就充满了神秘感和探索的价值。我猜想，这本书一定不会仅仅停留在理论的层面，而是会深入浅出地讲解光学角动量是如何产生的，以及它可能在哪些方面展现出独特的物理现象。比如，它是否会讨论光的偏振态与角动量之间的微妙联系？又或者，它会探讨如何通过特殊的材料或光学元件来操纵光束的角动量，使其具备某些特殊的“旋转”特性？我非常期待书中能有一些非常形象的比喻，能够帮助我这个非专业人士理解那些复杂的物理概念。如果这本书能够引导读者一步步理解如何利用光学角动量来操控微观粒子，甚至实现某些科幻般的设想，那将是多么令人兴奋的事情。这仿佛打开了一扇通往全新光学领域的大门，充满了未知但又无比诱人的可能性。

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《Optical Angular Momentum》这样一个书名，瞬间就点燃了我对物理学探索的热情。光，以其速度和普遍性，早已是科学研究的焦点，而“角动量”的加入，无疑为这束光增添了一层神秘的色彩。我非常好奇，这本书究竟会如何阐释“光学角动量”这一概念。它是否会从基础的光学原理出发，逐步深入到更复杂的物理机制，解释为何光会拥有角动量，以及这种角动量是如何被产生和控制的？我期待书中能够涵盖一些前沿的研究进展，例如利用光学角动量在微观尺度上操控物质，或者它在信息科学、生物医学等领域的潜在应用。我想象着，读完这本书，我能够对光与物质的相互作用有更深刻的理解，甚至能够想象出一些基于光学角动量的新型技术。这本书的名称本身就充满了一种挑战和吸引力，让我渴望去揭开它神秘的面纱，去探索光所蕴含的更多可能性。

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《Optical Angular Momentum》这个书名，让我对书中的内容充满了好奇和期待。我一直认为，光作为一种基础的物理现象，其研究已经相当成熟，但“角动量”这个概念的引入，无疑为光学研究注入了新的活力。我好奇这本书是否会从最基本的概念讲起，解释光的角动量到底是什么，它与我们熟知的线动量有什么不同，又有着怎样的联系？我期待书中能够详细阐述产生光学角动量的各种物理机制，例如通过非线性光学效应、衍射元件，或是特殊的波形产生。更吸引我的是，如果这本书能揭示光学角动量在不同应用领域中的潜力，比如在光镊技术中操纵微小粒子，在光存储领域实现更高密度的信息存储，或者在量子光学中实现新的信息编码方式。我希望这本书能用清晰的逻辑和翔实的案例，为我展示光学角动量是如何将抽象的理论转化为令人惊叹的现实应用，让读者在享受知识的同时，也能感受到科学的魅力和创新带来的无限可能。

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当我看到《Optical Angular Momentum》这本书的书名时，我的脑海中立刻浮现出一幅幅充满想象的画面。光，作为我们最熟悉也最神秘的媒介，竟然也拥有“角动量”？这让我对光有了全新的认识。我迫切想知道，这本书会以怎样的角度来解读这个概念。它是否会从量子力学的角度，深入剖析光子携带角动量的本质，比如轨道角动量和自旋角动量之间的区别与联系？我设想着，书中的内容或许会涉及如何通过设计特殊的光学结构，例如螺旋相位板，来产生具有特定角动量的光束。更让我兴奋的是，如果这本书能探讨光学角动量在现代科技前沿的实际应用，例如在全息成像、精密测量，甚至是构建新型光学器件中的作用。我希望这本书能够用严谨的科学态度，同时又不失趣味性的语言，带领我领略光学角动量这一奇妙领域的神奇之处，让我感受到物理学在不断拓展我们对世界的认知。

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一本名为《Optical Angular Momentum》的书，仅仅是这个书名就瞬间勾起了我无限的好奇心。想象一下，光，这种我们习以为常的粒子，竟然也携带着“角动量”？这简直颠覆了我对光的基本认知。我脑海中立刻浮现出各种奇妙的画面：激光束在空中旋转，像一道道无形的鞭子；或者，微小的粒子被这种旋转的光束“抓住”，然后像陀螺一样原地打转。这本书会不会深入探讨这种“角动量”的微观本质？它是否会解释光子在传播过程中，是如何获得并保持这种旋转能力的？我特别期待这本书能用生动形象的语言，结合最新的实验证据，为我揭示这背后的物理原理。是不是就像给光装上了一个看不见的“把手”，让我们可以操控它，赋予它新的能力？如果它能讲解如何产生和测量这种光角动量，那就更棒了。我想象着，未来的技术，也许就可以利用这种光角动量来设计更精密的仪器，或者实现更高效的光通信。我仿佛已经看到了书中描绘的那些令人惊叹的实验场景，那一定是一场视觉与智慧的双重盛宴。

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