超声相控阵原理

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[美] 李斯特·W.斯克姆尔·Jr(LesterW. 著
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出版社: 国防工业出版社
ISBN:9787118111545
商品编码:12454275885
出版时间:2017-03-01

具体描述

作  者:(美)李斯特·W.斯克姆尔·Jr(Lester W.Schmerr Jr.) 著;徐春广,李卫彬 译 定  价:98 出 版 社:国防工业出版社 出版日期:2017年03月01日 页  数:328 装  帧:平装 ISBN:9787118111545 第1章绪论
1.1概述
1.2线阵和二维阵列
1.3相控阵系统模型
1.4各章内容概览
参考文献
第2章一维阵列声场
2.1单源换能器模型
2.2远场声波
2.3活塞波的数值模型
2.4线源模型
2.5波在平界面上的辐射
参考文献
第3章大尺寸单阵元换能器模型
3.1近轴近似和菲涅尔积分模型
3.2大阵元的波束偏转和聚焦
3.2.1波束偏转
3.2.2远场声波的偏转
3.2.3声束聚焦
3.2.4声束偏转与聚焦
部分目录

内容简介

《超声相控阵原理》系统、全面地阐述了超声相控阵检测的物理和数学基础,提出了超声相控阵检测、信号处理与成像的系统理论。对超声相控阵换能器数学模型和模拟仿真算法,以及对相控阵整体系统的建模方法的论述,给出了对复杂无损检测系统的数学建模理论分析和模拟仿真的创新研究。
《振动光学》 内容简介 《振动光学》一书,深入探索了光与物质相互作用的微妙机制,尤其聚焦于由振动现象引发的光学特性变化。本书并非仅仅罗列枯燥的物理公式,而是以一种严谨且富有洞察力的方式,剖析了微观世界的能量传递与相互作用如何宏观地影响着光波的传播、反射、折射、衍射乃至偏振等现象。 第一部分:基础理论与模型 开篇,本书从经典力学与电磁学的基础出发,回顾了光波的本质及其与介质相互作用的基本规律。在此基础上,引入了量子力学的基本概念,强调了光子与物质中电子、原子、分子之间的能量交换是理解振动光学现象的钥匙。 光的本质与传播: 详细阐述了光的波动性与粒子性,分析了光在均匀介质和非均匀介质中的传播特性,包括相速度、群速度以及光程的概念。 物质的介电响应: 深入探讨了物质的电极化过程,特别是不同类型的极化(电子极化、离子极化、取向极化、空间电荷极化)及其在外部电场作用下的动态响应。重点分析了介电常数与频率的关系,为后续理解光与物质的耦合奠定基础。 振动模式的引入: 详细介绍了分子和晶体中的振动模式,包括简正振动、声学模和光学模。利用拉格朗日方程和牛顿第二定律,推导了振动频率与分子结构、键强、质量等参数的关系。特别强调了简正振动的独立性及其在能量传递中的作用。 量子谐振子模型: 将分子的振动描述为量子谐振子,详细阐述了量子谐振子的能级结构、跃迁规律及其与电磁波的相互作用。引入了声子(晶格振动量子)的概念,并分析了其与光子的相互作用。 第二部分:振动对光学性质的影响 本书的核心内容在于揭示振动如何“塑造”物质的光学性质。这一部分将详细介绍各种由振动引起的宏观光学效应。 非线性光学现象: 二次谐波产生(SHG)与二次倍频(SFG): 详细讲解了在非中心对称晶体中,入射光与物质发生相互作用,产生频率为入射光两倍(SHG)或不同频率光之和(SFG)的光。推导了产生二次谐波的条件、效率以及影响因素,并给出了相关的理论模型和实验验证。 三阶非线性效应(三阶谐波产生 THG、克尔效应、拉曼散射): 阐述了在强光场作用下,物质的极化与光场的三次方成正比所产生的各种现象。重点分析了克尔效应(光场诱导的折射率变化),这在光纤通信和光学开关中有广泛应用。 拉曼散射: 详细介绍了拉曼散射的机理,即光子与物质的振动模式发生非弹性碰撞,导致入射光频率发生偏移(斯托克斯线和反斯托克斯线)。本书不仅阐述了拉曼光谱的形成,还详细分析了其在分子结构鉴定、化学分析以及材料科学研究中的应用。 光致振动与声光效应: 光致振动: 探讨了光激发物质内部电子跃迁,进而引发的分子或晶格振动。这与荧光、磷光等发光现象紧密相关,但本书更侧重于振动本身对光学性质的反馈效应。 声光效应(Acousto-optic Effect): 深入分析了声波(即物质中的集体振动)如何改变物质的折射率,从而影响光的传播。详细介绍了布拉格衍射和法拉第-特勒效应,并探讨了声光调制器、声光偏转器等器件的工作原理及其在光信息处理、激光技术中的应用。 光与物质振动耦合的动态过程: 光诱导的相变: 探讨了强光照射下,物质的晶格结构或分子构象发生改变,从而引起光学性质的剧烈变化。 激发态的振动弛豫: 分析了处于激发态的分子或原子如何通过振动弛豫过程回到基态,以及这一过程与光发射、能量转移的关系。 第三部分:实验技术与应用 本书的最后部分将聚焦于实现振动光学现象的实验技术,以及这些现象在现代科技中的实际应用。 光谱学方法: 红外光谱(IR): 详细介绍红外光谱仪的工作原理,如何利用红外光与分子振动产生共振吸收来分析分子的结构和官能团。 拉曼光谱: 结合前述理论,详细介绍拉曼光谱的实验装置、样品制备以及数据解析方法,强调其在无损检测、材料表征等领域的优势。 非线性光学光谱技术(如SHG显微镜、差频光谱): 介绍如何利用非线性光学效应来探测物质的微观结构和动态过程,尤其是在生物成像和材料科学研究中的前沿应用。 材料科学中的应用: 半导体材料的光学性质: 分析了半导体晶格振动(声子)与电子跃迁的相互作用,如何影响其光学吸收、发射和电荷输运特性。 功能材料的设计与调控: 探讨了如何通过设计材料的晶体结构和分子振动模式,来获得具有特定光学响应的功能材料,例如用于光通信、传感器、能量转换等领域。 生物医学与化学领域的应用: 细胞成像与诊断: 应用拉曼光谱和非线性光学显微镜技术,无损地分析细胞和组织的光学特性,用于疾病诊断和药物筛选。 化学反应动力学研究: 利用瞬态光谱技术,实时监测化学反应过程中分子的振动和光学性质变化,以揭示反应机理。 《振动光学》旨在为读者提供一个系统、深入的理论框架,理解光与物质振动之间复杂而迷人的相互作用。本书适合光学、物理学、材料科学、化学以及相关工程领域的学生、研究人员和工程师阅读,帮助他们掌握这一领域的前沿知识,并将其应用于科学研究和技术创新之中。全书文字力求清晰流畅,图表精炼,辅以大量具体实例,力图将抽象的物理概念具象化,激发读者的学习兴趣和探索欲望。

用户评价

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拿到《超声相控阵原理》这本书,我最大的期待就是它能让我清晰地理解“相控阵”究竟是如何工作的。作者在开篇就抓住了这一点,他并没有直接陷入技术术语的海洋,而是先用一段非常形象的描述,将一个普通的超声波换能器比作一个“点声源”,然后引出了“阵列”的概念,就像是将无数个小点组合起来,形成一个强大的“声波导演”。这种由浅入深的讲解方式,让我立刻产生了一种“原来如此”的顿悟感。随后,作者开始深入探讨“相位控制”这一核心技术。我原本以为这会是全书最难理解的部分,但出乎意料的是,作者通过大量精美的图示,并且结合实际的波形叠加和抵消的例子,将抽象的相位概念变得异常直观。他甚至在某些章节中,会穿插一些历史发展的故事,介绍相控阵技术是如何一步步发展起来的,这不仅增加了阅读的趣味性,也让我对这项技术的演进过程有了更深的理解。书中的公式推导虽然严谨,但作者总是会在推导之后,给出清晰的物理意义解释,并将其与实际应用联系起来,避免了纯粹的数学堆砌。总的来说,这本书的优点在于它能够将一个高度专业的技术,用一种非常易于理解的方式呈现出来,让非专业人士也能窥探其门径,并且对该领域产生浓厚的兴趣。

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《超声相控阵原理》这本书,让我领略到了理论深度与实践可及性之间奇妙的平衡。当我拿到它时,我的脑海中浮现的是实验室里精密仪器的身影,以及那些需要深厚专业背景才能理解的报告。然而,作者的叙述方式,却让我大跌眼镜。他并没有直接跳入复杂的算法和模型,而是以一种非常“接地气”的方式,从宏观层面勾勒出超声相控阵的应用场景,比如医学成像、工业无损检测等,迅速抓住读者的兴趣。然后,他才徐徐展开,从最基本的超声波产生和接收原理讲起,一步步引出阵列的构成,以及最重要的“相位控制”技术。这里我必须强调,作者在解释“相位控制”时,运用了一些非常巧妙的比喻,让我这个原本对相位概念感到模糊的人,豁然开朗。他似乎在告诉我,这不是什么遥不可及的理论,而是可以通过巧妙的设计和计算来实现的。书中关于波束赋形和扫描的章节,更是精彩绝伦。作者通过大量的仿真结果图和实际应用案例,展示了相控阵技术如何实现灵活的波束控制,从而达到精确成像和检测的目的。读完这些章节,我仿佛置身于一个现代化的超声实验室,亲眼目睹着技术的神奇之处。这本书的价值,在于它不仅教会我“是什么”,更让我明白“如何做”,并且激励我去思考“还有什么可能”。

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拿到《超声相控阵原理》这本书,我的第一反应是,这必定是一部需要耗费大量时间和精力才能啃下的硬骨头。毕竟,相控阵技术本身就带着一种高端、复杂的标签。然而,当我迫不及待地翻阅时,却被作者的叙事风格深深吸引。他并没有一开始就堆砌公式和理论,而是先从超声波在不同介质中的传播特性讲起,用通俗易懂的语言解释了声波的衍射、反射等基本现象,就像一位循循善诱的老师,耐心地引导你进入这个领域。随后,他开始深入探讨阵列的设计和工作原理,特别是“相位控制”这一核心技术。我特别欣赏他处理这个复杂概念的方式,他没有止步于纯粹的数学推导,而是通过生动的类比和形象化的图示,将抽象的相位变化具象化,让我这个非专业人士也能逐渐领悟其中的奥妙。书中的许多插图都画得非常精美,并且具有很强的指示性,帮助我理解那些复杂的声场分布和波束形成过程。而且,作者在讲解过程中,还穿插了一些实际应用的例子,比如医学超声成像中的实时动态显示,或者工业检测中对微小裂纹的精准定位,这不仅让我看到了理论的价值,更激发了我对这个技术前景的无限遐想。这本书的独特之处在于,它将严谨的科学原理与生动的应用场景巧妙地融合在一起,让读者在学习理论的同时,也能感受到技术带来的无限可能性。

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这本书,名为《超声相控阵原理》,拿到手的时候,我其实是抱着一种近乎朝圣的心情。毕竟,“超声相控阵”这个词本身就带着一种科技的光环,让人联想到精密测量、非破坏性检测,甚至还有更前沿的应用。当我翻开第一页,就被那严谨的图表和公式所吸引。作者显然是下了苦功,将那些抽象的物理概念,通过清晰的数学推导,一步步地呈现出来。一开始,我有点担心会跟不上,毕竟不是每个人都是物理学博士。但神奇的是,作者的叙述方式,从最基本的声波传播原理讲起,然后逐渐深入到阵列的构成、波束形成、扫描机制等等,逻辑链条异常清晰。我甚至可以想象到,作者在撰写过程中,无数次地斟酌每一个词句,力求将最复杂的知识用最易懂的方式表达出来。那种严谨中带着启发的写作风格,让我对作者的专业素养和教学热情油然而生敬意。我尤其喜欢其中关于“衍射”和“干涉”的章节,作者不仅仅是给出了公式,更是用生动的比喻和图示,将这些抽象的光学现象与声学原理联系起来,让我这个非专业人士也能茅塞顿开。这本书给我最大的感受就是,它并非一本枯燥的教科书,而更像是一位经验丰富的导师,在你探索未知领域时,循循善诱,让你既能理解“是什么”,更能明白“为什么”。它为我打开了一扇理解现代超声技术背后奥秘的大门,让我对这个领域产生了前所未有的浓厚兴趣。

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《超声相控阵原理》这本书,从拿到手的瞬间就散发出一种专业而厚重的气息,让人对其内容充满了好奇。作者的写作风格非常独特,他没有采用枯燥的教科书式叙述,而是从宏观的应用场景入手,描绘了超声相控阵技术如何改变了医学诊断、工业检测等众多领域。这种“由果溯因”的方式,迅速抓住了我的阅读兴趣,让我意识到学习这项技术的必要性和价值。随后,他才开始徐徐展开,从最基础的声波物理学原理讲起,逐步深入到阵列的构成、驱动方式以及至关重要的“相位控制”技术。我必须强调,作者在解释“相位控制”时,运用了非常巧妙的比喻和直观的图示,让我这个对物理学并非十分精通的人,也能逐渐理解其精髓。他没有简单地罗列公式,而是强调了每个数学推导背后的物理意义,以及它们如何最终转化为实际的波束形成和扫描能力。书中的一些案例分析,也让我印象深刻,通过这些案例,我能够更直观地理解相控阵技术在解决实际问题中的强大能力。总而言之,这本书的成功之处在于,它能够将一个高度专业化的技术领域,以一种既严谨又易于理解的方式呈现出来,并且激发读者对该领域产生浓厚的兴趣。

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初次拿到《超声相控阵原理》这本书,我脑海中闪过的第一个念头是:“这绝对不是一本能轻松读完的书。” 然而,当我真正开始阅读后,这种担忧很快被作者那循循善诱的笔触所化解。他并没有上来就抛出复杂的数学模型,而是从超声波最基本的物理特性讲起,用非常形象的比喻和生动的语言,解释了波的传播、反射、折射等概念,仿佛一位经验丰富的老师,耐心地引导初学者入门。这一点对我来说至关重要,因为它让我能够一步步地构建起对这个复杂技术的理解。随后,作者开始深入讲解“阵列”和“相位控制”的核心概念。我特别赞赏他处理“相位控制”的方式,他并没有仅仅停留在抽象的数学推导上,而是通过大量的图示和仿真结果,直观地展示了不同相位组合如何影响声波的指向性和能量分布。我甚至能感觉到,作者在设计这些图示时,付出了极大的心血,力求将最复杂的现象清晰地呈现出来。书中的许多章节,都穿插了实际的应用案例,比如医学成像中的高分辨率显示,或者工业检测中的缺陷定位,这不仅让我看到了理论的实用价值,更激发了我对这个领域的好奇心和探索欲。这本书的独特之处,在于它能够将晦涩的技术理论,转化为易于理解和吸收的知识,让我受益匪浅。

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《超声相控阵原理》这本书,从封面设计到内页排版,都透露出一种严谨而专业的风格,这让我对它充满了期待。翻开第一页,我果然被作者那清晰而逻辑性极强的叙述风格所吸引。他并没有直接抛出那些令人望而生畏的复杂公式,而是从最基本的声波传播物理概念开始,一步步地引导读者理解超声波是如何产生、传播和接收的。这一点非常重要,因为它为理解后续的相控阵原理打下了坚实的基础。作者在讲解“阵列”的概念时,运用了非常巧妙的比喻,比如将阵列比作一支训练有素的军队,每个士兵(换能器)都按照统一的指令(相位控制)行动,从而实现整体的强大效应。这种具象化的表达,让抽象的理论变得生动易懂。书中关于波束形成和扫描的章节,更是让我大开眼界。作者通过大量的仿真图和实际应用案例,清晰地展示了如何通过调整不同换能器的相位,来实现声波的聚焦和方向控制。我尤其欣赏作者在讲解过程中,始终注重理论与实践的结合,不仅给出了严谨的数学推导,更强调了这些理论在实际工程应用中的价值。这本书的价值在于,它不仅传授了知识,更点燃了我探索这个领域的热情。

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当我翻开《超声相控阵原理》这本书时,我心中其实是怀揣着一丝忐忑的。毕竟,“相控阵”这个词汇本身就带着一种高科技、高门槛的意味。然而,作者却以一种极其出人意料的方式,让我感到惊喜。他并没有一开始就陷入冗长的数学推导,而是用一种非常亲切的语气,从最基本的声波产生和传播原理娓娓道来。我尤其喜欢他对于“相位”概念的解释,他并没有仅仅提供一堆公式,而是通过生动的类比,比如将不同换能器的相位调整比作指挥家指挥乐队演奏,让声音在特定方向上和谐叠加,从而形成强大的指向性。这种具象化的表达,极大地降低了理解门槛,让我这个非专业人士也能逐渐领会其中的奥秘。书中的图示设计得非常精美,每一张图都恰到好处地补充了文字的说明,让抽象的概念变得清晰可见。而且,作者在讲解过程中,还穿插了许多实际的应用案例,从医学影像的精确诊断,到工业领域的无损检测,都让我看到了这项技术巨大的潜力和价值。这本书最大的优点在于,它在保证理论严谨性的同时,极大地提升了可读性,让我觉得学习这门技术不再是一件遥不可及的事情,而是充满了趣味和挑战。

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《超声相控阵原理》这本书,给了我一种意想不到的阅读体验。原本我预想的是一本充满枯燥公式和抽象理论的著作,但作者却以一种非常巧妙的方式,将复杂的知识娓娓道来。开篇并没有直接进入技术细节,而是先描绘了超声相控阵在各个领域的广泛应用,从医学诊断的精准性,到工业生产的安全性,一下子就抓住了我的眼球。这种“从应用到原理”的叙事方式,让我立刻感受到了学习这门技术的价值和意义。接着,作者开始深入剖析其核心机制。他没有简单地给出结论,而是从最基础的声波物理特性讲起,逐步构建起阵列的数学模型。令我印象深刻的是,在讲解“相位控制”这一关键环节时,作者并没有仅仅依赖复杂的数学公式,而是运用了大量形象的比喻,比如将不同换能器的相位调整比作指挥乐队演奏,确保声音在特定方向上叠加增强,在其他方向上相互抵消。这种处理方式,极大地降低了理解门槛,让我这个非专业背景的读者也能逐渐领会其精髓。书中的插图也十分丰富,每一幅图都精心设计,能够直观地展现声场分布、波束扫描等关键概念。总而言之,这本书在理论深度和可读性之间找到了一个绝佳的平衡点,让我既学到了扎实的知识,又感受到了技术带来的魅力。

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初次接触《超声相控阵原理》这本书,我原本以为会是一本充满晦涩公式和难以理解的理论著作,毕竟“相控阵”这个词听起来就足够“硬核”。然而,打开书页的瞬间,我惊喜地发现,作者的笔触远比我预想的要平易近人。他并没有一开始就抛出复杂的数学模型,而是从超声波的基本性质入手,用浅显易懂的语言解释了波的传播、反射、折射等基本现象,就像在给初学者耐心讲解一样。这一点非常重要,因为它为后续更深入的学习打下了坚实的基础。随后,作者开始介绍阵列的概念,如何通过多个换能器协同工作来控制声波的方向和形状。这个过程的描述,我特别喜欢。他没有简单地罗列技术参数,而是通过类比、举例,甚至是一些小故事,来帮助读者理解“相控”的意义。比如,他可能会将阵列想象成一支管乐队,每个演奏者(换能器)的演奏时间(相位)都经过精确协调,才能奏出和谐的乐章。这种具象化的解释,让我这个对物理学不是特别精通的人,也能迅速把握核心概念。书中的图示也非常丰富,每一幅图都恰到好处地解释了文字中的某个关键点,让抽象的概念变得可视化。我甚至能感受到作者在绘制这些图表时所付出的心血,力求每一条线、每一个箭头都充满信息量。这本书的价值,在于它能够将一个看似高深莫测的领域,拆解成一个个易于理解的模块,让读者在不知不觉中,一步步地登堂入室。

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