Molecular and Colloidal Electro-optics pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:CRC Pr I Llc

作者:Stoylov, Stoyl P.

出品人:

页数:594

译者:

出版时间:2006-8

价格:$ 282.44

装帧:HRD

isbn号码:9780849398117

丛书系列:

图书标签:

Electro-optics
Molecular Optics
Colloidal Optics
Light-Matter Interaction
Nanophotonics
Optical Properties
Dielectric Materials
Surface Plasmon
Thin Films
Nonlinear Optics

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具体描述

"Molecular and Colloidal Electro-Optics" presents cohesive coverage from internationally recognized experts on new approaches and developments in both theoretical and experimental areas of electro-optic science. It comprises a well-integrated yet multi-disciplinary treatment of fundamental principles, strategies, and applications of electro-optic techniques for the characterization of macromolecular, small-particle, and nanomolecular systems. Following a historical review of post-war advances in electro-optics of disperse systems, the first part of the book focuses on the latest achievements in electro-optic theory, particularly low-frequency relaxation. It offers comparative discussions and experimental data to accompany different viewpoints on the origin of the low-frequency effects and multiple theoretical constructions.The second part highlights the unique advantage of using electro-optics as an alternative to conventional characterization and analysis of colloidal systems. Demonstrating the sensitivity of electro-optic methods to interparticle interactions, the book explains how these methods are used to analyze particle surface electric states, evaluate phase transitions, and determine physical properties. As the first treatment of this subject to surface in more than fifteen years, "Molecular and Colloidal Electro-Optics" is a definitive, up-to-date portrait of modern colloidal electro-optic science. This one-stop reference to the latest theory, methods, and applications is ideal for advanced graduate students and researchers in biophysical chemistry, microbiology, polymer, colloid, and nanoscience.

深入探索非线性光学与凝聚态物质相互作用的前沿著作书名：凝聚态物质光谱学：从原子到宏观尺度的统一视角内容简介：本书旨在为读者提供一个全面且深入的视角，用以理解凝聚态物质内部复杂的光谱学现象。它超越了传统上对单一材料体系或特定光谱技术的孤立研究，而是着力构建一个统一的理论框架，用以阐释光与物质在不同尺度和相互作用强度下的动态响应。本书的重点在于介绍和应用先进的理论模型和实验技术，以揭示从晶格振动、电子能级结构到多体相互作用等各个层面上的光学特性。第一部分：基础理论与光谱学工具本部分首先奠定坚实的理论基础。它从量子力学和固体物理学的基本原理出发，详细介绍了周期性晶体结构中的能带理论，重点阐述了布洛赫电子的性质及其在外部电磁场作用下的响应。 1. 晶格动力学与声子谱：我们深入探讨了晶格振动的量子化——声子理论。内容涵盖弹性理论、简谐近似下的色散关系推导，以及非简谐效应在热力学性质和非线性光学现象中的作用。重点介绍了拉曼散射（Raman Scattering）和红外吸收（Infrared Absorption）光谱学的基本原理，阐释了如何利用这些技术探测材料的声子模式、晶格畸变和相变。我们将讨论不同对称性群下的选择定则，以及如何通过偏振分析来确定振动模式的对称性。 2. 电子光谱学导论：本章聚焦于电子激发过程。从德鲁德模型（Drude Model）对自由电子吸收的描述开始，过渡到更精确的基于第一性原理的计算方法，如密度泛函理论（DFT）在计算光学常数（介电函数 $epsilon(omega)$）中的应用。重点讨论了激子（Excitons）的形成、束缚能及其对吸收边形状的影响，特别是库仑相互作用在半导体和绝缘体薄膜中的重要性。此外，还详细介绍了紫外-可见吸收光谱（UV-Vis Spectroscopy）和光致发光（Photoluminescence, PL）在表征电子结构和缺陷态密度中的关键作用。 3. 线性光学响应的理论框架：本书系统地阐述了线性响应理论，特别是 Kubo 公式在计算电导率和介电函数的应用。我们详细分析了弛豫时间、洛伦兹振子模型以及多共振峰的叠加效应。这为理解材料在弱光场下的介电行为提供了必要的数学工具。第二部分：先进光谱技术与实验方法本部分将理论知识与前沿的实验技术紧密结合，详细介绍了用于探测凝聚态物质光学性质的现代仪器和技术。 1. 高分辨率光谱仪器的构建与应用：深入讨论了傅里叶变换光谱仪（FTIR）和单/双光栅单色仪的工作原理。着重强调了如何通过优化系统参数（如分辨率、信噪比）来解决复杂样品（如厚度不均或低浓度掺杂）中的测量挑战。对于拉曼光谱，讨论了共聚焦显微拉曼系统的配置、背景抑制技术以及表面增强拉曼散射（SERS）的机理和应用。 2. 时间分辨光谱学：时间分辨技术是研究载流子动力学的核心。本章详细介绍了飞秒和皮秒激光器的工作原理（如钛蓝宝石振荡器和再生放大器）。重点讲解了时间分辨光致发光（TRPL）用于测量载流子寿命，以及瞬态吸收光谱（Transient Absorption Spectroscopy, TAS）如何揭示激发态的演化路径、能量转移过程和载流子弛豫机制。 3. 极端条件下的光谱测量：为了探究材料在压力、温度或强磁场下的本质性质，本部分介绍了专用设备。例如，低温（mK级）制冷机与光谱仪的耦合技术，高压金刚石砧池中光谱信号的采集与校正，以及法拉第/克尔旋转测量在确定磁有序态和磁极化方面的应用。第三部分：多体效应与非线性光谱现象这是本书的理论深度所在，着重探讨当光场强度增加或系统复杂性提高时，物质表现出的非线性光学行为，以及多体相互作用如何重塑光谱响应。 1. 非线性光学基础与高阶响应：系统介绍二阶和三阶非线性极化率 $chi^{(2)}$ 和 $chi^{(3)}$ 的定义和物理意义。重点分析了第二谐波产生（SHG）、和频产生（SFG）和倍频产生（THG）的理论模型，包括它们的相位匹配条件和对晶体对称性的依赖性。讨论了如何利用这些技术识别界面、表面以及非中心对称材料中的特定结构信息。 2. 载流子动力学与饱和效应：在强光激发下，光与物质的相互作用不再是线性的。本章探讨了光致吸收饱和现象，包括载流子布居反转、峰值限制和载流子-载流子散射对光谱形状的影响。对于半导体量子点和低维材料，详细分析了尺寸量子化效应对非线性吸收阈值的影响。 3. 电子-声子耦合（E-P Coupling）：理解电子激发态与晶格振动的耦合是解释许多材料光谱特性的关键。本节深入研究了费米-波罗迪涅茨（Fano）共振、电子-声子散射在发光线展宽中的作用，以及如何通过电子-声子耦合常数来量化能量耗散的效率，这对于热管理和光电器件的效率分析至关重要。 4. 局域场效应与界面现象：在纳米结构和界面区域，由于几何限制和表面电子态的存在，局部电磁场会发生显著的增强和重构。本章讨论了局域表面等离子体共振（LSPR）如何调制吸收和散射光谱，以及如何利用 SFG 等界面敏感技术来研究吸附分子在催化剂表面的构象变化。总结与展望：本书的最终目标是培养读者运用统一的光谱学语言来解析复杂凝聚态系统的能力。通过对基础理论的扎实掌握和对前沿实验技术的熟悉，读者将能够独立设计实验方案，准确解释光谱数据，并为新型功能材料的开发提供坚实的物理洞察。本书为高年级本科生、研究生以及从事材料科学、物理学和化学工程的科研人员提供了深入学习和参考的宝贵资源。