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光学/牛津通识课

  • 定价: ¥32
  • ISBN:9787534194146
  • 开 本:32开 平装
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  • 出版社:浙江科技
  • 页数:221页
  • 作者:(英)伊恩·沃姆斯...
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  • 2021-04-01 第1版
  • 2021-04-01 第1次印刷
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导语

  

    欧美高中生都在读,全球销量超过1000万册!
    牛津名师撰写,国内专家翻译,雅思、托福真题来源,世界名校的专业入门读物!
    这本书探讨了人们是如何从无到有地建立起对光的理解,包括光的本质以及光的用途。
    读完本书,读者能够高效、精确地搭建起一门关于光学的专业级知识框架。

内容提要

  

    光是我们对世界的第一印象。
    因为有光,我们才能看到这个世界,并感知周围事物的变化。但能被肉眼识别的光仅占整个光谱的一小部分。大量不可见光携带着从大爆炸开始的信息,跨越遥远星系,最终抵达地球。我们对光的了解越深,就越有可能解开宇宙运行的秘密。
    在这本小书中,沃姆斯利教授带领我们从光的那些古怪特性出发,沿着人类认识和使用光的历史前进,最终抵达量子光学领域。翻开本书,你将读懂光里包含的宇宙万物的秘密。

媒体推荐

    专业、严谨,但绝不平淡,《牛津通识课》不愧为有思想的读者的百科全书。
    ——博伊德·唐金(英国《独立报》资深文学编辑)

目录

01  光是什么
  眼见为实
  利用光进行通信
  光学
  光是什么
02  光线
  反射
  反射成像
  折射
  透镜成像
  光学仪器
  成像极限
  超颖材料和超级透镜
03  光波
  无法解释的现象?
  波长和频率
  干涉
  全息技术
  再次探讨成像极限
  超分辨率成像
  衍射
  导波
  偏振
04  光的波粒二象性
  再次审视光的轨迹
  连接光波与光线
  哈密顿的“光学类比”
  未解之谜
  光的波粒二象性
  无即是有
05  光物质
  振荡原子与弯曲电子
  量子光的生成过程
  相干性:步调一致
  激光
  X射线
  超短光脉冲
06  光、空间与时间
  时空
  时钟
  时钟的同步
  超短光脉冲
  频率梳
  光通信
07  探索光学前沿
  光力学
  超冷
  超快
  超强
08  量子光学
  单光子
  压缩光
  量子纠缠
  一个量子游戏
  事物的定域属性
09  黎明时分
术语对照

前言

  

    因为有光,我们才能看到这个世界。这个显而易见的事实开启了一次漫长而引人入胜的征程。在这个征程中,有关自然世界是如何运作的非凡观点得到了发展,同样得到发展的还有建立现代科学所使用的工具和方法,从而使我们的征程保持着理论与实验齐头并进的态势。
    光携带的信息关乎我们周围的一切,从遥远的恒星和星系到我们身体中的细胞,再到单个原子和分子,不一而足。光也是很多能够提高我们生活质量的技术的基础:互联网是由光驱动的;世界上最精确的时钟依赖于光;那些最为微小的物体——从单个原子到活的生物细胞——都可以通过光来进行观察与操纵;至于与光息息相关的图像和显示器,更是无处不在。光还揭示了量子世界所有的怪异之处,激发了我们对世界的想象。你可能会惊讶地发现,从人类真正理解光的本质到现在,还不足100年时间。直到现在,我们仍然试图从这种理解中获得新的见解。
    这本书探讨了人们是如何从无到有地建立起对光的理解,包括光的本质以及光的用途。这是一次伟大的历程,从古代开始,就有来自世界各地的人为此作出贡献:从雅典的欧几里得(Euclid)与巴格达的海什木(Al-Hazen)构想出光线的概念;到美国洛杉矶的西奥多·梅曼1(Ted Maiman)与日本德岛的中村修二开发了新的激光器;接着通过巴黎的奥古斯丁·菲涅耳2(Auguste Fresnel)与伦敦的托马斯·杨(Thomas Young)对光的波动性进行的研究;英国阿伯丁的詹姆斯·克拉克·麦克斯韦(James Clerk Maxwell)和德国柏林的海因里希·赫兹(Heinrich Hertz)从这些成果中发展出了电磁场概念;并最终由德国伯尔尼大学的阿尔伯特·爱因斯坦(A1bert Einstein)与英国剑桥大学的保罗·狄拉克(Paul Dirac)博采众长,通过一个新的概念“量子场”解释了这些明显不相容的概念,即光是如何能够同时既是粒子又是波的。
    对光的了解每加深一步,都会带来新的应用。例如,基于对光的折射的理解,人类发明了用于矫正视力的眼镜。在光学领域,科学发现可以很快地转化成技术得以应用。光对现代世界的影响无疑是巨大的,但是却没有得到应有的重视。因此,联合国指定2015年为国际光年(International Year of Light),来歌颂光以及它所带来的一切。
    我想要感谢亚历克斯·沃姆斯利(Alex Walmsley)和拉莎·梅农(Lama Menon),他们为本书的初稿提出了很多有用的评论,也要感谢我的同事们解答了一些具体技术的问题,还要感谢那些为本书提供插图的人。爱因斯坦曾经说过,“凡事都应该尽可能简单,但不应过分简单”(Everything should be made as sinlple aspossible,but no simpler)。如果在本书中出现了与这个原则相违背的地方,那一定是我没有尽力遵从爱因斯坦规劝的缘故。