圖解光與雷射應用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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本書特色

　　在我們的週遭，光可說是無所不在。光與雷射對現代人的生活不可或缺，無論電視、電腦、相機、燈等都是其應用領域。而且無論是四度空間的相對論，還是作為近代物理學基礎的量子力學，乃至研究物質本質的粒子物理學，光在其中都扮演重要的角色。本書便是針對光和備受矚目的雷射相關議題加以說明。

　　第一章從光速談起，再就粒子性、波動性及量子性對光的真正意涵，說明光的本質與性質。

　　第二章介紹利用普通光的透鏡、LED、平麵顯示器（液晶顯示、電漿顯示、FED、有機EL），以及太陽能發電等。

　　第三章詳盡解說廣受期待的雷射及雷射共振的原理、特徵，以及氣體雷射、半導體雷射、固體雷射、染料雷射、X光雷射、自由電子雷射等雷射種類。

　　第四章將說明目前光學與雷射的多種應用領域，包括光碟、雷射印錶機、光縴、條碼機、曝光步進機等，並對第二諧波、近場光學等加以介紹。

　　除瞭文字解說，並藉由式子演算與相關圖解，清楚闡釋其涵義。藉由本書，你將對光與雷射不可思議的力量有更深入的認識！

作者簡介

陳軍

　　日本北海道大學大學院工學研究科應用物理學專攻博士課程修畢。現任日本東京工藝大學工學部教授。

　　日本北海道大學大學院工學研究科應用物理學專攻修畢，現任□□□有限公司執行董事。

譯者簡介

羅丞曜

　　電氣工學博士。畢業於日本東京大學。曾任職於颱灣積體電路公司擔任12吋晶圓90奈米及45奈米製程整閤專案資深研發工程師；2006年至2009年間以訪問研究員及特任研究員身分參與歐盟與日本的「開發印刷式生産技術並以其製作微機電係統控製的大麵積軟性顯示幕」國際研究計畫。已發錶18篇科技論文，並擁有6項半導體元件製程國際專利。近期研究興趣為半導體材料、光學微機電係統、印刷式生産技術及軟性電子元件。自2000年起持續從事英、日文科技書籍及論文的翻譯、潤校工作。

好的，這是一份關於另一本圖書的詳細簡介，內容與《圖解光與雷射應用》無關。 --- 圖書名稱：深海探秘：從古至今的海洋文明與生態演化 內容概要 《深海探秘：從古至今的海洋文明與生態演化》是一部跨學科的綜閤性著作，它將海洋科學、曆史學、考古學、生物學以及社會學融為一體，旨在全麵展現人類與海洋之間復雜而深刻的互動關係。本書並非專注於某一特定技術應用，而是描繪瞭一幅波瀾壯闊的海洋畫捲，從地質時間的尺度考察海洋的形成與變遷，再到人類文明在沿海地帶的萌芽與發展，最終聚焦於當代海洋生態係統麵臨的挑戰與機遇。 第一部分：藍色星球的起源與深海的奧秘 本書伊始，我們將踏上一段溯源之旅，探討地球如何演變成一個“藍色星球”。詳細闡述瞭水圈的形成、海洋的化學構成及其對氣候係統的關鍵作用。我們將深入考察闆塊構造如何塑造瞭海底山脈、海溝與洋中脊，並介紹深海熱液噴口等極端環境下的生命形態，揭示地球生命起源的潛在綫索。 深海探索的裏程碑：本章節迴顧瞭人類探索深海的曆程，從早期潛水器的發展，到喬治·科爾曼的“的裏雅斯特號”挑戰馬裏亞納海溝，再到現代遙控潛水器（ROVs）和自主水下航行器（AUVs）的廣泛應用。我們不僅關注技術進步本身，更重要的是這些技術如何幫助我們揭示瞭此前完全未知的深海生態係統、地質活動以及獨特的生物化學過程。重點闡述瞭深海生物多樣性（如冷水珊瑚礁、巨型管蟲群落）的生態學意義及其對全球生物地球化學循環的貢獻。 第二部分：海洋與人類文明的交織 海洋從未是人類文明的旁觀者，而是曆史進程的積極塑造者。《深海探秘》的第二部分著眼於人類社會如何依賴、利用和敬畏海洋。 古代航海與貿易網絡：我們追溯瞭早期人類如何利用洋流和風嚮進行跨洋遷徙與貿易。從腓尼基人的地中海航綫到維京人的北大西洋探險，再到鄭和下西洋的龐大艦隊，本書詳盡分析瞭這些航海活動如何促進瞭文化交流、技術傳播和資源分配，塑造瞭早期全球化的雛形。 海洋資源與工業革命：本章探討瞭海洋資源——從漁業到鯨油——如何驅動瞭特定時期的經濟活動。重點分析瞭工業革命時期，捕鯨業的興盛與衰落，以及其對生態平衡造成的深遠影響。同時，也討論瞭沿海港口城市作為工業化節點的核心地位。 軍事戰略與海洋控製權：海洋在人類衝突史上扮演瞭至關重要的角色。本書通過分析關鍵的海戰案例（如特拉法加、對馬海戰），闡述瞭控製關鍵海峽和貿易路綫對國傢興衰的決定性影響。同時，也探討瞭現代水下聲學技術和潛艇技術的發展如何徹底改變瞭海戰的形態。 第三部分：當代海洋生態與保護的挑戰 隨著科技的進步和人類活動的加劇，我們對海洋的認識達到瞭前所未有的深度，同時也帶來瞭空前的生態壓力。 海洋生態係統的復雜性：本部分詳盡描述瞭關鍵的海洋生態係統，包括潮間帶、紅樹林、珊瑚礁以及廣闊的遠洋帶。我們著重分析瞭這些生態係統之間的相互依賴關係，例如浮遊生物在碳循環中的基礎地位，以及海草床作為重要棲息地的功能。 人類活動的影響評估：詳細剖析瞭當前海洋麵臨的主要威脅，包括氣候變化導緻的海洋酸化和升溫，這直接威脅到鈣化生物如珊瑚和貝類的生存。同時，深入討論瞭塑料汙染、過度捕撈（包括兼捕問題）和噪音汙染對海洋生物行為和種群結構的影響。本書強調瞭將生態學理解融入政策製定的必要性。 可持續性的路徑探索：最後一部分展望瞭麵嚮未來的解決方案。這包括對海洋保護區（MPAs）的有效性評估，推廣基於生態係統的漁業管理方法（EBFM），以及國際閤作在管理公海資源中的作用。同時，本書也探討瞭新興的海洋技術，如可持續的水産養殖和深海采礦的環境倫理爭議，力求為讀者提供一個全麵、平衡且具有前瞻性的視角，以期共同守護這片蔚藍的遺産。 目標讀者 本書適閤對海洋科學、曆史變遷、環境可持續性以及人類文明發展史感興趣的廣大讀者。它也為海洋生物學傢、環境規劃師、地質學傢以及對全球生態係統感興趣的學生提供瞭一個富有啓發性的宏觀參考。 ---

前言

第一章 光到底是什麼

1-1 春，曙為最
◎何謂普通的「光」？∕◎探尋光的旅程∕◎光速大約有多快？∕
◎光的速度不論在哪或對誰而言都一樣∕

1-2 一粒一粒的光（光子）？（幾何光學）
◎鏡中的我(反射)∕◎為什麼泡澡時腿看起來比較短？(摺射)∕◎分光∕
◎彩虹的結構∕

1-3 光是波（光波）嗎？（波動光學）
◎何謂波(波動的錶現)∕◎楊氏乾涉實驗(乾涉)∕◎模糊細小又看不見(繞射)∕
◎光的真正本質是電磁波(馬剋士威方程式)∕◎光是橫嚮振動(偏光)∕
◎反射率及摺射率∕◎再次提到關於色散∕◎電子使光變成藍色(散射)∕

1-4 光原來是量子！
◎光的本尊是什麼？∕◎黑體輻射之謎∕
◎光使電子受撞擊彈射而齣(光電效應) ∕◎光是量子？！∕

1-5 光如何産生？
◎光具有多餘的能量∕◎電燈泡的光∕◎螢光燈的光∕◎太陽光∕
◎魔法之光(同步輻射)∕◎雷射光∕◎能量與光∕

1-6 光以各種形式存在
◎相對論中的光∕◎藉由電磁力産生的光∕

第二章 光是如此加以應用

2-1 相機鏡頭的演進
◎透鏡是人類用來控製光的道具∕◎光的軌跡∕◎何謂惡化畫質的像差∕
◎想擁有美麗圖像的作法∕

2-2 連紅綠燈都使用的LED
◎何謂LED？∕◎LED的用途∕

2-3 取代陰極射綫管的平麵顯示器
◎首先是陰極射綫管∕◎液晶顯示∕◎電漿顯示∕◎FED(電場放射顯示)∕
◎有機EL∕

2-4 對環境友善的太陽能發電
◎太陽能發電是再生能源的利用∕◎太陽能發電的普及性應用∕

第三章 雷射光的特徵

3-1 何謂雷射？
◎雷射光與自然光的差異∕◎雷射的誕生與發展∕◎雷射的分類∕
◎雷射的構造∕◎雷射共振的原理 (1)發光(雷射介質的作用) ∕
◎雷射共振的原理 (2)激發(外部能量的作用) ∕
◎雷射共振的原理 (3)正嚮迴饋(共振器的作用) ∕
◎雷射共振的原理 (4)雷射光是如何産生的？∕

3-2 雷射光的特徵
◎指嚮性∕◎單色性∕◎可乾涉性∕◎集光性(高能量密度)∕◎控製性∕

3-3 氣體雷射的構造與原理
◎He-Ne雷射的概要∕◎He-Ne雷射的外型及構造∕
◎He-Ne雷射的激發與共振的原理∕

3-4 半導體雷射的構造及原理
◎半導體雷射的構造及發光的原理∕◎半導體雷射的激發方法∕
◎半導體雷射的特性∕

3-5 固體雷射的構造與原理
◎YAG雷射的構造∕◎YAG雷射的共振∕

3-6 其他種類的雷射
◎色素雷射∕◎X光雷射∕◎自由電子雷射∕

第四章 雷射使用的領域

4-1 進化中的光碟
◎光碟的種類及特徵∕◎CD-ROM(播放專用)的構造∕
◎CD-R(追加記錄型)的構造∕◎CD-RW(復寫型：相變化)的構造∕
◎MO/MD(復寫型：光磁性)的構造∕◎BD與HD DVD的差異∕

4-2 印刷清晰又安靜的雷射印錶機
◎印錶機的進化∕◎掃描器的原理∕◎掃描器的進化∕

4-3 製作無所不在的IC的半導體曝光步進機
◎支持現代生活的IC∕◎步進機/掃描機是什麼？∕◎步進機的全體構造∕
◎光源與照明部份∕◎投影部份∕◎也使用光來控製位置∕

4-4 縮減等待結帳時間的條碼讀取機
◎便利的條碼係統∕◎條碼讀取機的構造∕◎何謂全像？∕◎全像掃描機∕

4-5 形成高速網路的光縴
◎藉由光縴而高速化的波∕◎光縴的原理∕◎藉由波長多工的高速化∕

4-6 想使用更短波長的光（第二諧調波）
◎何謂非綫性光學效應？∕◎第二諧調波的産生∕
◎準相位整閤(QPM：Quasi Phase Matching)∕

4-7 不會飛的光（近場光學）
◎何謂不會飛的光？∕◎以近場光學測定∕◎利用近場光學的寫入與讀取∕
◎利用近場光學的操作∕◎利用近場光學的加工∕

前言 　

歡迎來到光與雷射的驚奇世界！

　　我們每天早晨起床就沐浴著陽光；在上班或上學的途中也會看到紅綠燈或電子顯示闆（LED）。在學校是在日光燈照射下上課，在公司是麵對著CRT或液晶螢幕工作。傍晚迴到傢裏，就坐在電視機前看新聞或用DVD看電影對吧！偶而也會仰望星空，看著彩虹或夕陽而神遊！

　　光就是這樣地無所不在！讓我們以「原來如此！」的理解方式，開始光的旅行。本書將專注在光和近期備受注目的雷射相關議題上。

　　第一章將從光的速度開始，並就粒子性、波動性及量子性對光的真正意涵進行說明。

　　第二章將針對利用普通光的透鏡、LED、平麵顯示器等加以說明。

　　第三章將對廣受期待的雷射及雷射共振的原理和雷射種類詳盡解說。

　　第四章將說明目前雷射的多種應用，如光碟、光縴、雷射印錶機、條碼、曝光步進機等。最後對最新的光學應用及廣受矚目的近場光學加以介紹。

　　第一章後半部使用瞭許多公式，這是基於以下兩點理由：

　　第一點是式子詳細展開後，對於非常睏難的光學部分可以徹底地思考學習，所以一開始的時候可以略過沒關係。可是請一定要親自試著展開式子。公式也可以幫助我們理解它的涵義。若充分並仔細地展開式子，也可以幫助我們追蹤式子的推導。

　　第二點是若對藉由上述展開的公式所說明的光有所體會，從第二章開始的各種解說將非常容易理解。請務必試試看。

　　無論是在四度空間的相對論中，還是在作為近代物理學的基礎的量子力學中，乃至在研究物質本質的粒子物理學中，光都扮演重要的角色。請試著感覺這樣的光！

作者

光原來是量子啊!

一直到前一節為止，我們用瞭粒子性質(幾何光學)及波動性質(乾射及摺射)來考量光的特性。

但是到底光是什麼東西呢？

� 光的本尊是甚麼呢？
因為有時可以用粒子性，有時可以用波動性來看待光，所以當一想到光,好像有點像鬼魂的感覺，就連在曆史上關於光是粒子還是波動也爭論瞭好長一段時間。從牛頓認為光是粒子(在真空的傳遞)，惠更斯認為光是一種波(摺射及反射的說明)。楊氏的光學乾涉實驗.佛奈爾.弗朗霍佛及柯西何夫等人對於摺射的研究,似乎又對於光的波動性比較有利。但是進入瞭20世紀後，因為有瞭針對黑體輻射的研究，我們終於明白瞭還是不得不用光的波動性質來做說明。

‧黑體輻射之謎‧
若針對鐵塊加溫的話，它會逐漸的變成紅色，然後變成黃色，再變成藍白色。在當時，因為鐵工業對於新興國的德國而言是生産上不可欠缺的原料，所以德國進行瞭鐵礦熔爐的光與顔色的研究以瞭解熔爐中的溫度。稱為黑體的物質，具有從外麵入射的光(電磁波)反射不齣來(故稱為黑體)而假想其會將之完全吸收的性質。現在假設黑體內的光與障壁在熱平衡的狀態下有著相同的溫度。從黑體放射(輻射)齣的光僅與溫度T相關(柯西何夫定律)，並假設鐵礦熔爐是有如黑體的物質。在此觀測光(某種波長上的強度，稱為光譜)的話，就可以瞭解鐵礦熔爐的溫度瞭。

‧光是量子？！‧
雖然最終我們瞭解瞭二十世紀開始的光的量子理論後，但量子到底是什麼？

在二十世紀大幅發展的量子立學(支配微小世界的力學)是將所有物質以波束封包(wave packet)的形式考量。波束封包是如圖般的將不同的波數疊成一區塊的定義。在這種定義下同時具有波動性及粒子的共同作業。而且也不要認定光在某一時期為波長而另一時期為粒子，因為任何時候光都同時具有波動及粒子的特性。雖然人們常想要問「怎麼可能！到底是哪一種！？」但自然界就是具有這樣的特性。就讓我們謙虛的將光定義為波束封包，讓它同時具有粒子性及波動性並牢記於心。但是在現實生活中幾乎不可能意識到微小世界量子的效應。如此一般，光在相對論中扮演著重要的角色，與宇宙的時空構造也有關聯，甚至與量子力學也有著直接的關係，實在是不可思議！

评分☆☆☆☆☆

《圖解光與雷射應用》這本書給我帶來的最大感受，就是知識的“可視化”。我常常覺得，有些科學概念，如果不能“看見”，就很難真正理解。而這本書，恰恰做到瞭這一點。書中關於激光武器的介紹，雖然聽起來有些“高科技”，但作者通過大量的分解圖和流程圖，將激光武器的構成、工作原理以及作用過程描繪得一清二楚。我不再是被動地接受信息，而是能夠主動地去“觀察”和“理解”這些技術。比如說，書中對於激光瞄準、激光測距的原理闡釋，搭配著精美的插圖，讓我能夠清晰地看到激光束是如何工作的，以及它在軍事應用中的重要性。而且，書中還探討瞭激光在科學研究中的一些前沿應用，比如在天文學觀測、粒子加速器等方麵，這些內容都讓我大開眼界，讓我意識到光和激光的潛力遠不止於我們日常所見。這本書就像是一個寶藏，每一次翻閱都能發現新的驚喜，讓我對科學的敬畏之情油然而生。

评分☆☆☆☆☆

我必須承認，一開始我拿到《圖解光與雷射應用》這本書的時候，心裏還是有點打鼓的。我不是物理學齣身，對光的摺射、衍射、乾涉這些概念，總覺得離我生活太遠，而且聽起來就頭疼。但是，翻開書的那一刻，我的疑慮就煙消雲散瞭。作者的敘述方式非常接地氣，仿佛在和你聊天，娓娓道來。他沒有直接給你一堆公式，而是先從我們身邊最常見的現象入手，比如彩虹的形成，然後慢慢引齣光的性質。等到介紹激光的部分，更是讓我大開眼界。以前隻知道激光很厲害，能切割金屬，但具體是怎麼做到的，書中用非常形象的比喻和清晰的圖解，一步步揭示瞭激光器內部的奧秘。我印象特彆深刻的是關於激光雷達（LiDAR）的部分，那種利用激光掃描環境，構建三維地圖的技術，讓我覺得未來科技離我們如此之近。書中的圖示不是簡單的示意圖，而是充滿瞭細節，甚至有些圖解讓我有一種身臨其境的感覺，好像我正站在實驗室裏，親眼目睹著這些神奇的光學實驗。這本書真的讓我覺得科學並不枯燥，而是充滿瞭創造力和想象力，讓我對“光”這個看似簡單卻又無比復雜的概念有瞭全新的認識。

评分☆☆☆☆☆

說實話，《圖解光與雷射應用》這本書的排版設計簡直是教科書級彆的！我是一個非常注重閱讀體驗的人，而這本書在這方麵做得真的無可挑剔。每一頁都充滿瞭活力，不會讓人感到視覺疲勞。圖文結閤的恰到好處，很多復雜的原理，僅僅通過一張圖，再加上簡短的文字說明，就能夠立刻豁然開朗。我最喜歡的是書中關於全息技術的那部分，那種將三維影像“印”在平麵上的技術，聽起來就像科幻電影裏的情節，但通過書中細緻的分解圖，我竟然能夠理解其背後的光學原理。它沒有故弄玄虛，而是用最直觀的方式告訴你“這是怎麼迴事”。我之前也讀過一些關於光學的書籍，但要麼過於理論化，要麼就是圖示不夠清晰，總是讓我抓不住重點。而這本書，則像是給我的大腦安裝瞭一個“光感應器”，讓我能夠“看”到那些抽象的光綫和能量。讀這本書的時候，我甚至會停下來，對著圖紙反復琢磨，仿佛自己就是那個正在進行實驗的科學傢。這本書不僅是知識的傳遞，更是一種思維的啓迪，讓我開始用更具象、更動態的方式去思考科學問題。

评分☆☆☆☆☆

我一直對光在通信領域的作用充滿好奇，尤其是光縴通信，感覺像是科幻小說裏的技術。而《圖解光與雷射應用》這本書，完美地解答瞭我多年的疑惑。《圖解光與雷射應用》這本書將光縴通信的原理講得非常透徹。從光信號的産生，到光縴的結構和特性，再到光信號在光縴中的傳輸過程，書中都有非常詳盡和形象的圖解。我以前總覺得光縴通信的神奇之處在於“隔著很遠的距離，信號也能清晰傳輸”，但這本書讓我明白瞭這背後的科學依據——全內反射。通過書中一個又一個生動的插畫，我能夠清晰地看到光綫是如何在光縴內部不斷反射，從而實現長距離傳輸的。而且，書中還提到瞭激光在光縴通信中扮演的關鍵角色，是如何作為“信息載體”的。讀完這部分，我感覺自己就像是參與瞭一場穿越時空的數字信息傳遞之旅，對現代通信技術的便捷和高效有瞭更深的體會。這本書不僅僅是講解瞭光和激光的應用，更是讓我理解瞭這些技術如何深刻地改變瞭我們的生活，甚至重塑瞭我們的世界。

评分☆☆☆☆☆

這本書真的太棒瞭！作為一名對光學和激光技術充滿好奇但又缺乏專業背景的普通讀者，我一直覺得這些領域既神秘又遙遠。然而，《圖解光與雷射應用》徹底顛覆瞭我的看法。它沒有用晦澀難懂的術語堆砌，而是通過大量的、栩栩如生的插圖，將原本抽象的光學原理和復雜的激光設備變得可視化、易於理解。我尤其喜歡書中對激光在日常生活中的應用的講解，比如激光打印機的工作原理，以及激光在醫療領域如何用於精細手術，甚至還有在工業生産中的切割和焊接。每一個章節都像是一次引人入勝的科學探索之旅，讓我不禁驚嘆於人類智慧的結晶。我甚至能夠想象齣光子在光學元件中穿梭的樣子，以及激光束如何精準地作用於目標。讀完這本書，我對光和激光不再是隻知道名字，而是有瞭更深層次的理解和欣賞。它不僅滿足瞭我對未知的好奇心，更激發瞭我進一步探索相關領域的興趣。我強烈推薦給所有對科學、技術感興趣，卻又想以一種輕鬆有趣方式學習的讀者。這絕對是一本能點亮你知識世界的書！