幾何光學(第五版)  pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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耿繼業

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• 光學
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經典物理學前沿探索：經典力學原理與應用（第三版） 作者： 張偉，李明 齣版社： 科學技術齣版社 版次： 第三版 頁數： 約750頁 開本： 大32開 定價： 188.00元 --- 內容簡介 《經典力學原理與應用（第三版）》是一部全麵、深入、與現代物理學緊密結閤的經典力學教材。本書旨在為物理學、工程學、材料科學以及相關交叉學科的本科高年級學生和研究生提供一個堅實的理論基礎和廣泛的應用視角。第三版的修訂與更新，不僅保留瞭經典力學教材中不可或缺的核心內容，更在理論闡述的嚴謹性、現代物理概念的引入以及解決實際問題的能力培養方麵進行瞭大量的優化和提升。 本書的結構設計遵循瞭由淺入深、邏輯遞進的原則，從最基礎的運動學和牛頓定律齣發，逐步過渡到更抽象、更強大的拉格朗日和哈密頓力學體係，最終涵蓋瞭剛體動力學、微擾理論以及保守係統和非保守係統的分析方法。 第一部分：基礎與進階——從牛頓到歐拉 本部分奠定瞭全書的理論基石。開篇迴顧瞭必要的矢量代數和微積分知識，確保讀者具備必要的數學工具。隨後，重點講解瞭牛頓運動定律在慣性係和非慣性係中的應用。特彆地，在非慣性係一章，我們詳細剖析瞭科裏奧利力、離心力和陀螺效應的物理本質及其在地球物理學和航天動力學中的實際意義。 核心亮點： 對“力”和“慣性”概念的現代詮釋，強調瞭力場的保守性與非保守性的內在區彆。 第二部分：變分原理與分析力學 這是本書的理論核心，也是現代物理學思想的集中體現。我們投入瞭大量篇幅，以清晰的邏輯鏈條推導齣達朗貝爾原理，並基於此構建瞭拉格朗日力學。對於拉格朗日方程的推導，我們采用瞭更具物理洞察力的方式，而非僅僅是純粹的數學技巧展示。 坐標係的自由度與約束： 詳細討論瞭完整約束、非完整約束的數學描述及其在構建拉格朗日量時的處理方式。 守恒定律與諾特定理的橋梁： 在介紹拉格朗日量後，立即引入瞭基於對稱性的守恒量。雖然諾特定理本身屬於更高級的理論範疇，但本書在這一階段清晰地展示瞭能量、動量等基本守恒量在拉格朗日形式下的直接體現，為後續理解對稱性與守恒量的深刻聯係打下瞭基礎。 應用實例： 包含瞭雙擺、帶約束的滾動問題、電磁場中的帶電粒子運動等經典而重要的例題。 第三部分：深入分析——哈密頓力學與正則變換 過渡到哈密頓力學，本書強調瞭其作為相空間描述的優越性，尤其是在連接量子力學方麵的重要性。 勒讓德變換與哈密頓量： 詳細解釋瞭如何從拉格朗日量通過勒讓德變換構建哈密頓量，以及哈密頓量在係統總能量守恒時的物理意義。 泊鬆括號與正則方程： 泊鬆括號的引入，不僅是描述時間演化的另一種優雅方式，更是理解相空間結構的關鍵。本書詳細闡述瞭泊鬆括號的代數性質，並將其與時間演化算符聯係起來。 正則變換： 對生成函數法進行瞭係統的介紹，並用多個例子（如坐標和動量的正則變換、鞍點坐標係的應用）說明瞭如何利用正則變換簡化動力學問題。 第四部分：剛體動力學與陀螺運動 剛體部分是傳統力學中應用最廣泛的領域之一。本書采用瞭更側重於張量分析和歐拉角係統的現代方法。 慣量張量與主軸： 詳細推導瞭慣量張量的定義、變換性質，並解釋瞭如何通過特徵值問題確定主慣量軸。這部分內容對於理解工程中的轉子平衡和穩定性至關重要。 歐拉方程： 在推導歐拉方程時，我們明確區分瞭固定於剛體坐標係和慣性係中的矢量，確保瞭推導過程的清晰性。 陀螺儀的進動與章動： 深入分析瞭自由陀螺和受迫陀螺的運動，特彆是對穩定陀螺儀的進動周期和穩定性進行瞭定量分析，這在導航和控製係統中具有直接的應用價值。 第五部分：微擾理論與近似方法 在真實世界中，精確求解微分方程往往是不可能的。因此，本部分專注於處理微小擾動下的係統行為。 含時微擾理論： 係統地介紹瞭定態微擾理論和含時微擾理論，包括對躍遷概率的計算。這部分內容為理解原子和分子光譜中的斯塔剋效應和塞曼效應奠定瞭數學基礎。 準周期運動與相空間分析： 引入瞭對保守係統的相平麵分析方法，討論瞭極限環、穩定點和鞍點的概念，這為理解更復雜的非綫性動力學係統（如混沌的初步概念）提供瞭入口。 本版特色與提升 1. 理論與實踐的深度融閤： 每一章都精心設計瞭大量的例題和習題。例題注重推導的完整性，習題則分為基礎鞏固、綜閤應用和探索性問題三類，引導學生從不同層麵掌握知識。 2. 現代物理視角的引入： 盡管是經典力學，但本書在適當之處（如哈密頓力學部分）明確指齣瞭其與量子力學（正則對、泊鬆括號）和狹義相對論（能量動量張量在更廣義框架下的體現）的聯係，展現瞭經典理論的延續性。 3. 數學工具的強化： 相比前一版，本版更加強調瞭張量分析在剛體動力學中的應用，並對廣義坐標下的微分幾何工具進行瞭更細緻的鋪墊，提升瞭讀者的數學建模能力。 4. 清晰的教學結構： 內容組織上，我們嚴格區分瞭“必須掌握的核心內容”和“有助於深入理解的拓展內容”，便於教師根據不同教學需求進行取捨。 《經典力學原理與應用（第三版）》不僅僅是一本工具書，更是一本引導讀者領略物理世界之美的思想之書。通過對運動、力和能量的深刻剖析，讀者將能夠構建起一個強大而優雅的物理圖像，為未來探索更深層次的物理現象做好充分準備。

评分☆☆☆☆☆

對於我們這些在光電產業打滾的人來說，一套好的參考書就像是我們的工作指南。這本《幾何光學（第五版）》在處理複雜係統的設計時，提供瞭一套非常係統化的思維流程。它強調的不是死記公式，而是理解背後的光學物理圖像。舉例來說，當談到像場彎麯時，作者不隻是給齣公式，更會結閤實際的目鏡或物鏡設計情境來解釋這種現象的物理根源，告訴你為什麼某些配置會導緻場麯，以及如何利用光線的共軛點來判斷係統的成像特性。這種「知其然，更知其所以然」的教學方式，是我認為這本書最寶貴的地方。它訓練的不是計算能力，而是光學設計師的直覺和判斷力，這在麵對新問題時，是比任何單一公式都更有價值的資產。

评分☆☆☆☆☆

說實在的，這第五版在內容更新上確實下瞭不少功夫，雖然核心的幾何光學原理不變，但它新增瞭不少與現代光學儀器設計相關的實務案例。我特別欣賞它在處理非球麵透鏡設計時的細膩度，不再隻是停留在傳統的球麵光學，而是更貼近產業需求的現代設計趨勢。書中對不同光學玻璃材料的特性討論也相當深入，對於選擇閤適的介質以控製色散和像差非常有幫助。而且，書中的習題設計得非常好，不是那種純粹數學計算的練習，而是引導讀者思考如何將理論應用到實際的光學儀器模擬中。如果你是那種喜歡動手驗證、不滿足於隻看理論的讀者，這本絕對會讓你愛不釋手。它讓你感覺自己不隻是在讀教科書，更像是在跟著一位經驗豐富的老師傅學習光學設計的「眉角」。

评分☆☆☆☆☆

我必須稱讚這本書在版麵編排上的用心。第五版的印刷質量比前幾版要好上許多，特別是那些複雜的光路圖和光線追跡圖，線條清晰、層次分明，這對於理解光線在係統中的行進是極為重要的。以往讀到一些舊教材，圖案模糊不清，常常需要自己拿尺畫輔助線纔能看懂，但這本幾乎完全避免瞭這種睏擾。此外，書中對不同幾何光學模型的轉換，例如從拋物麵到橢球麵再到雙麯麵，其數學錶達式和幾何意義之間的關聯性，作者都做瞭非常細膩的鋪陳，讓讀者能夠直觀地感受到不同二次麯麵對光學性能的影響。這種對細節的堅持，讓整本書的知識傳遞效率大大提高，讀起來非常順暢，是一本值得放在書架上隨時翻閱的工具書。

评分☆☆☆☆☆

這本《幾何光學（第五版）》，從閱讀體驗上來說，對非科班齣身的人來說可能有點挑戰性，畢竟幾何光學本身就是一門嚴謹的學科。然而，對於有誌於光學領域深耕的學生而言，這本書的深度和廣度是無庸置疑的。它對於光的傳播路徑、反射定律、摺射定律的討論，都給予瞭非常清晰且數學上嚴謹的描述。特別是對於像差的分類和補償方法，書中詳細地用圖形輔助說明瞭彗差、像散、場麯等各種情況是如何產生的，以及設計師如何透過調整麯率或配置鏡片組來加以校正。這部分的內容，對於理解精密光學儀器的極限在哪裡，提供瞭非常關鍵的洞察力。總體而言，它是一本需要投入時間去消化的「硬書」，但一旦消化吸收，收穫絕對是巨大的。

评分☆☆☆☆☆

這本《幾何光學（第五版）》的內容，我隻能說，對於想要深入瞭解光學原理的讀者來說，絕對是一本不能錯過的經典。它從基礎的光線追跡講起，逐步深入到更複雜的像差理論。書中對於各種光學係統的設計原則，都有非常詳盡的闡述，搭配大量的圖解和範例，讓原本抽象的數學公式變得具體易懂。特別是對於儀器設計者而言，書中對於不同麯麵鏡與透鏡組的特性分析，提供瞭紮實的理論基礎。我記得我第一次讀到關於阿貝正弦條件的部分時，那種豁然開朗的感覺，真的很棒。這本書的編排邏輯性極強，從最基礎的幾何假設齣發，穩紮穩打地建立起整個光學理論的框架，對於準備研究所考試或者從事光學元件開發的工程師來說，這本參考書的價值是難以估量的。即便是多年後迴頭翻閱，那些細節的推導依然清晰明瞭，非常耐讀。