傅里叶光学导论/高等学校电子信息类专业系列教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

廖延彪，马晓红 著

图书标签:

• 傅里叶光学
• 光学
• 傅里叶变换
• 电子信息
• 教材
• 高等学校
• 物理光学
• 图像处理
• 光通信
• 衍射

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302409892

版次：1

商品编码：11892674

品牌：清华大学

包装：平装

丛书名： 高等学校电子信息类专业系列教材

开本：16开

出版时间：2016-03-01

用纸：胶版纸

内容简介

　　本书从光的电磁理论出发，论述了用于衍射光学傅里叶变换的基本特性及其应用，全面地介绍了傅里叶光学的理论及应用。具体内容包括：傅里叶光学的数学和物理基础——傅里叶变换和卷积、光波和光的衍射；傅里叶光学的基本理论——透镜的傅里叶变换性质及成像性质、波前再现成像（全息术）；傅里叶光学的应用——全息干涉计量、空间滤波和光学信息处理、光学成像系统的频谱分析；傅里叶光学的新进展——超分辨率成像技术、光声成像技术、光纤布拉格光栅、阵列光波导光栅、空间光调制器、光场成像技术、强度关联成像技术。本书可作为普通高校光电信息科学与工程、光信息科学与技术、电子信息工程、电子科学与技术等相关专业的本科生及研究生教材，也可供从事光电科技工作的工程技术人员参考使用。

前言/序言

深入探索经典力学：从牛顿到拉格朗日与哈密顿 图书名称： 经典力学原理与现代应用 图书简介： 本书旨在为物理学、工程学以及相关交叉学科的学生和研究人员提供一部全面、深入且富有洞察力的经典力学教材。我们立足于严谨的数学框架，系统地构建从伽利略变换到爱因斯坦狭义相对论之前的宏观世界动力学描述体系。全书结构清晰，逻辑递进，旨在帮助读者不仅掌握公式和解题技巧，更能深刻理解经典力学背后的物理思想与哲学基础。 第一部分：牛顿力学基础与运动的描述 开篇部分，我们首先回顾了经典力学的基石——牛顿运动定律。这部分内容着重于如何将现实世界的物理问题转化为精确的数学模型。我们详细阐述了惯性参考系的概念，并引入了非惯性系下的虚拟力（如科里奥利力和离心力），这是分析旋转系统中动力学问题的关键工具。 矢量分析与运动学基础： 对空间坐标系、速度、加速度的矢量描述进行了详尽的讨论，为后续的动力学分析打下坚实的基础。 牛顿定律的严格表述： 深入探讨了动量守恒定律和角动量守恒定律的普适性，并阐述了这些守恒定律与作用力性质之间的内在联系。 一维与三维运动的精确求解： 通过大量精心挑选的实例，包括简谐振动（SHM）的精确解、受阻尼和受迫振动的响应分析，展示了求解微分方程在实际问题中的应用。特别关注了振动系统中能量耗散与共振现象的物理机制。 第二部分：刚体动力学与微扰理论 在掌握了质点动力学的基础上，本书随后将焦点转向具有空间扩展的物体——刚体。刚体运动的复杂性源于其额外的转动自由度，本书采用矩阵代数和张量分析来简化这一复杂性。 刚体运动的描述： 详细介绍了刚体的位姿描述（欧拉角、四元数），以及刚体动力学中的核心概念——惯性张量。 欧拉方程的推导与应用： 对刚体绕定点转动（如陀螺仪）和自由转动进行了深入分析，并求解了著名的“自由陀螺”问题，揭示了进动、章动等现象的内在物理图像。 微扰理论入门： 经典力学中的许多实际问题无法得到精确解析解。本部分系统地介绍了定态微扰论（时间无关）和含时微扰论（时间相关）的基本框架。我们使用简谐振子的非线性项、弱耦合振子系统等范例，展示了如何通过微扰方法获得系统在小扰动下的近似行为，这为量子力学中的散射理论和激发态研究提供了必要的思想准备。 第三部分：分析力学的核心——拉格朗日力学 本书认为，要实现从牛顿力学向现代物理学的飞跃，必须掌握分析力学。拉格朗日力学通过引入广义坐标和虚功原理（或最小作用量原理），极大地简化了复杂约束系统的处理。 变分原理与欧拉-拉格朗日方程： 从达朗贝尔原理出发，严谨地推导出欧拉-拉格朗日方程。对单摆、双摆、连接的质量块系统等经典案例，展示了使用拉格朗日量建立方程的优越性——自动消除约束力的复杂性。 守恒量与诺特定理： 详细阐述了诺特定理（Noether's Theorem）的物理意义，即系统的每一种连续对称性都对应一个守恒量。我们将具体展示平移不变性对应动量守恒，时间平移不变性对应能量守恒，空间旋转不变性对应角动量守恒。这部分内容是理解物理学深层结构的关键。 约束的数学处理： 讨论了单值约束和多值约束的处理方法，并介绍了拉格朗日乘子法在处理等式约束下的极值问题中的应用。 第四部分：理论物理的顶峰——哈密顿力学 哈密顿力学是拉格朗日力学的规范变换，它通过引入正则坐标和正则动量，将一阶微分方程组（哈密顿方程）替代了二阶微分方程组，是量子力学建立的直接数学基础。 勒让德变换与哈密顿量： 详细推导了从拉格朗日量到哈密顿量的勒让德变换过程，清晰界定了正则共轭变量的物理含义。 泊松括号与正则变换： 引入泊松括号，将其作为描述经典系统动力学演化的基本工具。我们深入探讨了正则变换的性质，说明了哪些坐标变换能保持哈密顿方程的形式不变，并利用泊松括号解释了守恒量与生成函数之间的关系。 哈密顿-雅可比方程： 这是连接经典力学与波动力学的桥梁。本书将此方程视为变分原理在连续系统中的推广，并演示了如何通过求解H-J方程来“积分”哈密顿系统，从而获得系统的解析解。 第五部分：经典场论与相对论的初步接触 为了拓宽视野，本书的最后部分将经典力学扩展到连续介质和场。 经典场论基础： 引入拉格朗日密度和哈密顿密度，讨论了弹性波的传播、电磁场的基本方程在拉格朗日形式下的表述，使读者熟悉处理无限自由度系统的基本方法。 狭义相对论的动力学修正： 简要回顾狭义相对论的基本假设，并重新审视动量、能量的概念，引入相对论质量和四维动量，为后续学习更高级的理论物理打下必要的概念基础。 本书特色： 数学严谨性与物理直观性的平衡： 确保每一步数学推导都有明确的物理意义支撑。 广度与深度兼顾： 覆盖了从牛顿到哈密顿体系的核心内容，并适度引入现代物理学的相关概念。 丰富的习题设计： 每章末尾均附有分层次的习题，包括概念性问题、计算题以及需要独立思考的证明题。 本书适合作为大学本科高年级或研究生一年级经典力学课程的教材或参考书，是构建扎实物理学理论基础的必备之选。

评分☆☆☆☆☆

我拿到这本《傅里叶光学导论/高等学校电子信息类专业系列教材》后，首先映入眼帘的是封面上清晰的书名和副标题，这让我立刻对它的定位有了初步的了解。作为一名电子信息专业的学生，我一直对光学现象和光电技术的结合领域充满兴趣，尤其是在学习了信号处理和通信原理之后，我感觉到光学领域也存在着类似的分析方法和数学工具。 我特别关注的是“傅里叶光学”这个概念。我理解傅里叶变换是将一个信号从时域转换到频域的强大工具，它能够揭示信号的内在频率成分。那么，在光学领域，光的传播和成像过程是否也可以通过频域的视角来理解和分析呢？我非常希望能在这本书中找到答案。 我期待书中能够深入讲解傅里叶变换在描述光波的衍射、干涉、成像等现象中的应用。例如，当光波遇到一个障碍物时，它会产生复杂的衍射图样，这个图样在频域上会有怎样的表现？而通过透镜进行成像，是否可以看作是对光波进行的一种“滤波”过程，而这个滤波过程在频域上又有什么特点？ 此外，作为一本面向高校的教材，我希望它不仅能提供理论上的讲解，还能包含一些相关的实验演示或者仿真分析。我希望通过书中提供的实例，能够更直观地理解傅里叶光学在实际应用中的价值。比如，在现代的光学仪器设计中，如何利用傅里叶光学来提高成像的分辨率，或者如何设计出能够实现特定功能的衍射元件。 我还希望这本书能够帮助我建立起一套完整的知识体系。它是否能够系统地介绍傅里叶光学的发展历程，以及它与几何光学、波动光学等传统光学理论之间的联系和区别？是否能够梳理出傅里叶光学在电子信息科学领域的重要应用方向，例如在光刻技术、光学信息处理、全息成像等方面。 总而言之，我希望这本《傅里叶光学导论》能够成为我探索傅里叶光学世界的引路人，它能够以严谨的数学推导和生动的物理阐释，帮助我深入理解光学的本质，并为我将来在光电领域的研究和工作打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

拿到《傅里叶光学导论/高等学校电子信息类专业系列教材》这本书，我的第一感受是它肩负的使命——为电子信息类专业的学生提供一套扎实的傅里叶光学知识。我一直对光学的世界充满了好奇，尤其是在接触了信号处理和系统分析之后，我感觉光学的许多现象都可以用类似的数学语言来描述。 我一直觉得，传统的几何光学在描述光路时非常直观，但对于光的衍射和干涉等更精细的现象，它就显得有些力不从心了。而“傅里叶光学”这个概念，让我觉得它可能能提供一个更深刻、更全面的视角来理解光。我期待书中能够详细阐述，傅里叶变换是如何将光的传播过程，特别是通过微小孔径或狭缝时的衍射现象，在数学上进行精确描述的。 我特别想知道，书中是如何讲解“空间频率”这个概念的。我理解空间频率与图像的细节程度有关，高空间频率对应着精细的结构。那么，在傅里叶光学中，光的传播和成像过程是否可以看作是对不同空间频率分量的调制或滤波？这种理解方式，是否能帮助我们更好地分析和设计光学系统，比如如何提高成像的清晰度，或者如何抑制不必要的噪声。 我希望这本书能够包含一些实际的工程应用案例。例如，在光刻技术中，如何利用傅里叶光学来精确地将掩模版上的图形转移到硅片上？在全息技术中，傅里叶光学又扮演着怎样的角色，它如何实现三维图像的记录和再现？我希望这些案例能够将抽象的理论与具体的工程实践联系起来，让我看到傅里叶光学在现代科技发展中的重要价值。 作为一本教材，我希望它不仅能够提供严谨的数学推导，还能够注重物理概念的清晰阐释。我希望它能够通过图文并茂的方式，帮助我理解复杂的物理过程，例如光的传播方向、振幅和相位分布的变化。我希望它能够成为我深入学习傅里叶光学，并将其应用于电子信息领域研究的良好开端。

评分☆☆☆☆☆

对于一本以“导论”命名的教材，我首先会关注其内容的广度和深度。我希望能从这本书中学习到傅里叶光学最核心的概念和原理，比如光的波动性、相干性，以及傅里叶变换在描述光波传播、衍射、成像等过程中的关键作用。我希望它能够清晰地解释，为什么傅里叶光学能够将复杂的空间域问题转化为频域分析，从而简化计算和理解。 我特别期待书中能够详细讲解“衍射”这一现象。在我的认知里，光波在遇到障碍物边缘时会发生偏离直线传播的现象，这似乎与我们日常认为的光沿直线传播的直觉相悖，但却是光学成像中不可或缺的一部分。傅里叶光学是如何解释这种现象的，它又是如何量化衍射的强度和分布的？这本书能否提供清晰的数学模型和物理图示来帮助我理解？ 此外，我一直对“成像”这个过程感到好奇。我们看到的图像，究竟是如何从物体产生并传递到我们的眼睛或探测器的？光线经过透镜时，会发生什么样的折射和聚焦？傅里叶光学是否能够解释透镜的成像原理，以及像差等影响成像质量的因素？我希望这本书能够深入分析不同类型光学系统的成像特性，并解释它们在频域上的表现。 作为一本面向高等学校电子信息类专业的教材，我希望它能够紧密结合该专业的学习需求。例如，它是否能解释傅里叶光学在图像传感器设计、光通信系统、光学测量等领域的应用？是否能提供一些具体的例子，说明如何利用傅里叶光学来优化成像系统的性能，或者解决实际的工程难题？我希望这本书能够为我提供扎实的理论基础，同时也能够激发我将这些理论知识应用于实践的兴趣。 总的来说，我希望这本《傅里叶光学导论》能够成为我学习傅里叶光学的一块坚实的基石，帮助我建立起对这一重要学科的系统性认识，并为我未来在电子信息领域的相关学习和研究打下良好的基础。

评分☆☆☆☆☆

当翻开这本《傅里叶光学导论/高等学校电子信息类专业系列教材》时，我首先对它所处的“高等学校电子信息类专业系列教材”的定位感到一丝亲切。在电子信息科学日益发达的今天，光学作为其中一个非常重要的分支，其理论和应用的重要性不言而喻。我一直以来都对光学成像的原理和数学描述方式感到好奇。 我一直认为，将物理现象与数学工具相结合是理解科学本质的关键。而“傅里叶光学”这个名字，立刻就吸引了我，因为它暗示着将傅里叶分析这一强大的数学工具应用于光学研究。我期待在这本书中能够看到，如何利用傅里叶变换来分析光的传播特性，如何理解光的衍射和干涉现象，以及这些现象如何影响最终的成像质量。 我尤其希望了解，傅里叶光学是如何将空间域的图像信息转化为频域的频谱信息。这种转换究竟带来了什么优势？是否能够帮助我们更清晰地识别图像的细节，或者分析图像的整体结构？我希望书中能够提供具体的例子，说明这种频域分析是如何在实际的光学系统中应用的，比如在显微镜、望远镜或者摄影镜头的设计中。 作为一名学生，我深知基础理论的重要性，但也同样渴望了解这些理论在实际工程中的应用。这本书是否能介绍一些与电子信息工程相关的实际案例？例如，在CCD、CMOS图像传感器的工作原理中，傅里叶光学扮演着怎样的角色？或者在激光雷达、光学相干断层扫描（OCT）等技术中，傅里叶光学是否是不可或缺的一部分？ 我希望这本书能够帮助我建立起对傅里叶光学从宏观概念到微观原理的完整认知。它是否能循序渐进地引导我理解其中的数学推导，同时又不失物理上的直观性？我期待它能够提供清晰的图示和例证，让复杂的概念变得容易理解，从而为我未来的学习和研究打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这套《傅里叶光学导论/高等学校电子信息类专业系列教材》的封面设计简洁大气，封面上“傅里叶光学导论”几个字醒目有力，而“高等学校电子信息类专业系列教材”的副标题则明确了其目标读者群体和学科定位。在翻阅这本书之前，我其实对傅里叶光学这个概念有些模糊，只知道它在光学领域至关重要，但具体是如何应用的，以及其中的理论体系是怎样的，我并没有一个清晰的认知。 我一直对光学成像的物理原理很感兴趣，尤其是在深入学习数字图像处理和信号分析之后，感觉光学成像与这些领域有着千丝万缕的联系。我时常在想，那些精密的显微镜、望远镜是如何将微观或遥远的世界清晰地呈现在我们眼前？光波在传播过程中，尤其是遇到障碍物或者通过透镜时，究竟经历了怎样的变化？而这些变化又如何被数学模型所描述和预测？ 在平时的工作和学习中，我也接触过一些与光学相关的实验，比如光的衍射、干涉等现象，这些现象背后的数学原理一直让我感到有些难以捉摸。我希望能有一本教材，能够系统地、深入浅出地讲解光学成像的物理基础，并且能够将其与现代电子信息技术中的信号处理、系统分析等方法联系起来，帮助我建立起更完整的知识体系。 这本书的书名给我一种专业且系统性的感觉，它暗示着本书不仅仅是简单地介绍傅里叶变换在光学中的应用，更可能包含一套完整的理论框架和推导过程。我期待它能详细阐述傅里叶变换如何描述光的传播，如何分析光学系统的成像特性，以及如何通过傅里叶光学来解决实际的光学工程问题。 作为一名电子信息专业的学生，我深知数学工具在理解物理现象中的重要性。我希望这本书能够恰当地引入和运用数学工具，例如傅里叶级数、傅里叶变换等，来解释光学现象。同时，我也希望它能包含一些实际的案例分析，比如介绍一下在CCD、CMOS等图像传感器设计中，傅里叶光学是如何发挥作用的，或者在激光成像、全息技术等领域，它又是如何构建理论基础的。