光電信息物理基礎

前言

　　過去很長時間，光學和電子學都曾作為物理學的一個分支，隨著物理學的發(fā)展而不斷完善。如今，光學工程和電子科學與技術都已成為獨立的學科，但它們與物理學間的深刻聯(lián)系不可分割。對于光學類、電子類專業(yè)的學生來說，沒有扎實的基礎物理知識，要想在專業(yè)領域有一番作為是很困難的?！　‰姶爬碚摵土孔永碚撌俏锢韺W的核心內容，也是光學和電子學的重要理論基礎，而集成電路、光通信、光電信息等許多應用領域的飛速發(fā)展離不開以晶體和半導體激光器為代表的固體器件，所以學習電磁理論和量子理論，以及固體物理與半導體物理知識，對于光學類、電子類專業(yè)學生來說是十分重要的。然而，電磁理論、量子理論、固體物理和半導體物理等內容很多，目前多數(shù)高校分幾門課程開設，所需學時很多。我們課程內容改革的思路是，突出理論主線，在知識敘述保持連貫的前提下，盡量簡化內容。教材編寫力求內容精簡、重點突出、概念清晰、通俗易懂。本書共分三篇9章。第一篇為電磁理論，第1章介紹矢量分析及場論，包括場、梯度、散度、旋度、正交曲線坐標系、8函數(shù)；第2章介紹電磁現(xiàn)象的描述及基本方程，包括靜電場、穩(wěn)恒磁場、時變電磁場、麥克斯韋方程組、電磁場的邊值關系、電磁場的能量和能流；第3章介紹電磁場的波動性，包括電磁場的波動方程、單色電磁波、非單色波與介質色散、電磁場的動量、電磁波的輻射；第4章介紹平面電磁波的傳播，包括絕緣介質與導電介質中的單色平面波及反射和折射問題、全反射及消逝波與導引波等。

內容概要

　　《光電信息物理基礎》主要有三部分內容。一是電磁理論：包括矢量分析、電磁現(xiàn)象的普遍規(guī)律及基本方程、電磁場的波動性、電磁波的輻射、平面電磁波在絕緣介質和導電介質中的傳播，以及電磁波的反射折射問題等；二是量子理論：包括熱輻射、光量子、波粒二象性、氫原子光譜及玻爾理論、波函數(shù)與薛定諤方程、力學量與算符、微擾理論、光的吸收和發(fā)射等；三是固體光電基礎：包括晶體結構與晶體結合、晶格振動、能帶論基礎及固體的導電性、本征半導體和雜質半導體、半導體中的載流子及其運動、PN結、半導體中的光學與光電現(xiàn)象等?！　　豆怆娦畔⑽锢砘A》可作為高等學校光電信息工程、光信息科學與技術、電子科學與技術、電子信息科學與技術等光學類、電子類本科專業(yè)的教材，也可供有關專業(yè)的本科生、研究生和從事光電技術、電子技術的科技人員參考。

書籍目錄

第一篇 電磁理論第1章 數(shù)學基礎1.1 矢量代數(shù)和矢量函數(shù)1.2 場、梯度、散度和旋度1.3 矢量微分算子1.4 正交曲線坐標系1.5 函數(shù)習題第2章 電磁場的基本規(guī)律2.1 靜電場2.2 恒定電場2.3 穩(wěn)恒磁場2.4 時變電磁場2.5 電磁場的能量和能流習題2第3章 電磁場的波動性3.1 電磁場的波動方程3.2 單色電磁波3.3 相速度與群速度3.4 介質色散3.5 電磁場的動量3.6 電磁波的輻射習題3第4章 平面電磁波傳播4.1 絕緣介質中的單色平面波4.2 導電介質中的單色平面波4.3 電磁波在兩種絕緣介質分界面上的反射和折射4.4 全反射消逝波和導引波4.5 電磁波在導電介質表面上的反射和折射習題4第二篇 量子理論第5章 量子理論的實驗基礎5.1 黑體輻射與普朗克量子假說5.2 光電效應與光量子假說5.3 氫原子光譜與玻爾量子化條件5.4 德布羅意物質波、不確定關系習題5第6章 量子力學初步6.1 薛定諤方程與波函數(shù)6.2 力學量與算符6.3 定態(tài)薛定諤方程6.4 軌道角動量和氫原子的量子力學描述6.5 定態(tài)微擾理論6.6 光的吸收和發(fā)射6.7 電子自旋習題6第三篇 固體光電基礎第7章 固體物理基礎7.1 晶體的特征與晶體結構的周期性7.2 晶列與晶面、倒格子7.3 晶體結構的對稱性、晶系7.4 晶體的結合7.5 晶格振動和聲子7.6 自由電子理論7.7 能帶模型7.8 晶體的導電性習題7第8章 半導體物理基礎8.1 本征半導體和雜質半導體8.2 半導體中的載流子濃度8.3 載流子的漂移運動8.4 非平衡載流子及其運動8.5 PN結習題8第9章 固體的光學性質和光電現(xiàn)象9.1 固體的光學常數(shù)9.2 光學常數(shù)的測量9.3 半導體的光吸收9.4 半導體的光電導9.5 半導體的光生伏特效應9.6 半導體發(fā)光習題9參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第二篇　量子理論　　第5章　量子理論的實驗基礎　　量子理論的建立是20世紀物理學的最偉大的成就之一。20世紀初，實驗物理學的發(fā)展使得人們的認識開始進入到微觀領域。新發(fā)現(xiàn)的物理現(xiàn)象不能夠從以牛頓方程和麥克斯韋方程等為基礎的經(jīng)典物理學中獲得解釋。物理學家們對此開始了新的物理學原理的探索，并認識到量子化是微觀物理世界的基本原理，在量子化思想方法下，當時一些重要的物理實驗所遭遇的經(jīng)典理論上的困惑成功地得以化解。從歷史上那些重要的實驗中產(chǎn)生的樸素的量子化思想方法逐步發(fā)展成為現(xiàn)代物理學的一個重要的完整的理論體系——量子力學?；仡櫄v史上那些著名的物理實驗，了解量子理論的由來，對學習、認識和理解量子力學的基本原理，是很重要的?！　?.1　黑體輻射與普朗克量子假說　　1.黑體輻射　　在熱力學溫度0K以上的任何物體都會發(fā)射出熱輻射（即一定波長范圍內的電磁波），也能吸收和反射外來的輻射。如果一個物體能夠全部吸收外來的輻射而毫無反射，則此物體稱為絕對黑體，簡稱黑體。黑體發(fā)射出來的熱輻射稱為黑體輻射。黑體是一種理想化的模型，實際中并不存在。如圖5.1-1所示的帶有一個小孔的空腔，是一個接近理想黑體的裝置。光通過小孔從外部進入空腔，在內壁上多次反射與吸收，幾乎完全被吸收，從小孔逃逸的光微乎其微。如果讓空腔處于高溫下，則其內部充滿由內壁材料輻射的電磁波，在溫度一定的條件下，一定會達到平衡，即單位時間內內壁輻射的頻率為V的電磁波能量與吸收的相同頻率的電磁波能量相等。

圖書封面

評論、評分、閱讀與下載

---

    光電信息物理基礎 PDF格式下載

---