进一步阅读的参考和建议Tzr
有关麦克斯韦的传记,请参阅伊凡·托尔斯泰,1981:詹姆斯·克拉克·麦克斯韦:传记。芝加哥大学。这是一种非科学读者也能理解的科学传记模式。这本书很短,写得很好,没有一个方程,表达了一位主要靠方程出名的科学家的贡献。对于电磁学的更详细和技术历史(包括电磁辐射)参见埃德蒙·惠特克,1987:以太和电理论的历史。一、经典理论现代理论。Tomash/美国物理研究所。
在Max Born和Emil Wolf, 1965: Principles of Optics. 3rd rev. Pergamon, pp. 98-108中讨论了反射和折射的微观(散射)理论。
John David Jackson, 1975:经典电动力学,第二版,John Wiley & Sons, Ch. 17给出了辐射反应的推导。
我们对振动弦的处理深受达德利·h·汤尼1967年出版的《波现象》的影响,这本书是有史以来出版的最好的中级物理教科书之一。
关于相干性的说明性文章见A. J. Forrester, 1956:关于光波的相干性。美国物理学杂志,第24卷,第192-6页。
从物理学的角度,我们批评教科书上通常对双缝干涉实验的处理方法。托尼·罗斯曼,2003:《一切都是相对的》和《科学与其他寓言》
技术,约翰威利父子,第二章批评它在历史的基础上。他严重怀疑托马斯·杨是否做过那个常被认为是他做的实验。
衍射光栅的简单理论在Francis A. Jenkins和Harvey E. White, 1976:光学基础,第4版。McGraw-Hill, Ch. 17中讨论。几篇关于光栅异常的论文,包括瑞利和伍德的论文,被转载在丹尼尔·梅斯特,Ed., 1992:衍射光栅论文选集。SPIE光学工程出版社,第5版。
有关激光散斑的更多信息,请参阅J. C. Dainty, Ed., 1984:激光散斑和相关现象,第2版,施普林格,和M. Francon, 1979:激光散斑和在光学中的应用,学术。
更多关于光学外差在大气中的应用,请参见James C. Owens, 1969:微尺度风的光学多普勒测量。IEEE学报,第57卷,第530-7页;Robert T. Menzies, 1976:激光外差探测技术,《大气激光监测》,E. D. Hinkley, Ed.,施普林格,第297-353页;Rob Frehlich, 1996:风的相干多普勒激光雷达测量,在光学趋势:研究、发展和应用,Anna Consortini, Ed.,学术,第351-70页。
我们对多普勒效应的处理(第3.4.6节)受到Thomas P. Gill, 1965:多普勒效应:效应理论介绍,Logos出版社的启发。第vii页:“人们可能会想到,当信件在长途旅行中从连续的火车站寄出时,会产生多普勒效应。”吉尔是少数几个指出多普勒效应与波没有根本关系的作者之一,尽管他补充说:“必须立即承认,任何重要的实际应用都与周期过程有关。”
关于多普勒效应的简单演示,关于其历史的讨论,以及它的一些应用,请参见Craig F. Bohren, 1991: What Light Through the Yonder Window breaking ?(John Wiley & Sons, Ch. 14)。
关于相对论多普勒效应的良好推导,包括纵向多普勒效应,见Thomas M. Helliwell, 1966:狭义相对论导论,Allyn and Bacon, pp. 116-22。这是一本很好的关于相对论的小书。特别推荐的是附录B(第148-50页),其中列出了速度依赖质量的优点和缺点。与人们普遍认为的相反,与速度有关的质量并不是相对论的基本组成部分。用不用只是个人喜好问题,而不是必要问题。
由于电视的缘故,多普勒雷达被用来观测天气系统是相当众所周知的(参见,例如,Louis J. Battan, 1979:大气雷达观测,芝加哥大学;Richard J. Doviak和Dusan S. Zrnic, 1993:多普勒雷达和天气观测,第2版,学术版)。也许鲜为人知的是一个离家更近的应用:观察人类(和动物)的心脏。这位资深作者和他的一只狗Zas都有超声心动图,其中多普勒位移超声(高频声波)被用来测量心脏的血液流动。两者都有轻微的二尖瓣泄漏,通过多普勒效应检测到。作为兽医心脏病专家在检查了Zas的超声心动图后,他说:“有其父必有其子。”关于在医学上使用多普勒超声的基本治疗,请参阅Frederick W. Kremkau, 1998:诊断超声:原理和仪器,第5版,W. B. Saunders。
爱因斯坦1910年论文的英文翻译,均质液体和接近临界状态的液体混合物的乳白色理论,见杰罗姆·亚历山大主编,1926年:胶体化学,卷一,化学目录公司,第323-39页。这同一集合包含一个优秀的概述(pp. 340-52)光散射的气体,液体,和固体,W. H.马丁的,光在一相系统的散射。虽然马丁的文章现在有点过时,但它仍然值得一读,因为它的清晰和它提供的见解。马丁声称他是第一个提出这个问题的人(1913年)“基于直接的实验证据,任何无尘介质都会散射光线。”
爱因斯坦在没有分子的情况下所做的工作是由布鲁诺·h·齐姆在1945年完成的:光在液体中散射的分子理论。化学物理杂志,第13卷,第141-5页。
获取更多关于吸收和散射参见Hendrik C. van de Hulst, 1981:小粒子的光散射。多佛;Diran Deirmendjian, 1969:多色散的电磁散射。爱思唯尔;米尔顿·科克,1969:光和其他电磁辐射的散射。学术的;Craig F. Bohren和Donald R. Huffman, 1983:小粒子对光的吸收和散射。Wiley-Interscience;H. Moyses nussenzeeig, 1992:半经典散射中的衍射效应。剑桥大学出版社; Walter T. Grandy, Jr., 2000: Scattering of Waves from Large Spheres. Cambridge University Press; Michael I. Mishchenko, Larry D. Travis, and Andrew A. Lacis, 2002: Scattering, Absorption, and Emission of Light by Small Particles. Cambridge University Press.
有关粒子散射的简要概述,请参阅Craig F. Bohren, 1995:《光学手册》中粒子散射,第1卷,第2版,Michael Bass, Eric W. Van Stryland, David R. Williams, William L. Wolfe, Eds。McGraw-Hill,第6.1-6.21页。
关于米的传记素描,见佩德罗·利连菲尔德,1991:古斯塔夫米:人。应用光学,Vol. 30, pp. 4696-8。佩德罗得到了一个难得的机会来玩点文字游戏。在发表时,他隶属于MIE, Inc.(环境测量仪器),并在他的论文中表示。
为了简洁起见,我们把平面波被齐次球散射的理论称为米氏理论,但你也会发现它被称为米-德拜理论,洛伦兹-米氏理论,甚至是洛伦兹-米-德拜理论。斯蒂格利茨的同名定律(第2.1节)再次成立。Mie几乎是最后一个解决这个散射问题的人(德拜的论文是在一年后发表的),但他的解决方案采用了可识别的现代符号,并将其应用于一个实际问题,即胶体状态下金属的颜色。关于路德维希·洛伦兹贡献的概述,请参阅Helge Kragh, 1991:路德维希·洛伦兹和19世纪光学理论:一位伟大的丹麦科学家的工作。应用光学,Vol. 30, pp. 4688-95。要了解全面的历史调查,请参阅纳尔逊·a·洛根,1965:平面波被球体散射的一些早期研究的调查。Proceedings, Vol. 53, pp. 773-85。
光散射的历史,从列奥纳多到草:透视光散射,由John D. Hey在南非科学杂志:1983年,第79卷,第11-27页,310-24;1985年,第81卷,第77-91页,601-13页;第82卷,第356-60页。
许多关于光散射的开创性论文被重印在米尔顿·科克编著的《1988:光散射论文选集》(2卷)和菲利普·l·马斯顿编著的《1993:光散射几何方面的论文选集》中。SPIE光学工程出版社。
关于非球形粒子散射的一些最新工作,请参阅Michael I. Mis-chchenko, Joop W. Hovenier和Larry D. Travis, Eds。, 2000:非球形粒子的光散射:理论,测量和应用。学术。
图3.11、3.12和3.13中的图表是关于球体的,它们是致密的粒子,在感兴趣的波长处吸收也可以忽略不计。紧致粒子或多或少地填充了一个连续的空间区域(没有宏观间隙)。但并不是所有的粒子都是紧致的,因此人们应该警惕基于紧致粒子散射特性的推广。煤烟聚集体(在火灾中产生)是不紧密的颗粒的例子。这样的粒子被称为分形粒子,但分形粒子更合适,因为真正的分形在所有尺度上都是自相似的,而煤烟聚集物和其他分形粒子则不是。有关好的评论,请参阅Chris M. Sorensen, 2001:分形聚集体的光散射:综述。气溶胶科学与技术,Vol. 35, pp. 64887。
一本必读的书是E. Scott Barr, 1955:关于折射率和密度。美国物理学杂志,Vol. 23, 623-4。
令人沮丧的是,早在1899年,人们就知道信号速度和群速度之间有区别,到1907年,信号速度不可能大于c。到1914年,两篇论文接连出现,第一篇由阿诺德·索末菲写,第二篇由Léon布里尤因写,在当时可以说是领先的物理学杂志上,详细地研究了波在色散介质中的传播。两篇论文的英文翻译见Léon Brillouin's Wave Propagation and Group Velocity, 1960, Academic中的第2章和第3章。这些章节需要复变函数理论的知识,但是引言部分对读者的数学要求不高,第二章的引言部分大多是定性的。第3章中的图19值得仔细研究。
有关光学常数的极好的概要,请参阅Edward D. Palik, Ed., 1998:固体光学常数手册(3卷)。学术。每卷大致分为两个相等的部分。第一节描述测量光学常数的方法及其物理解释。第二部分是各种材料的测量光学常数的汇编。仔细阅读这些书卷,就会非常清楚地发现,即使对已知几何形状的定义良好的均匀样品,也很难确定光学常数,而且教科书中关于折射率的大部分内容是错误的,或者充其量是误导。
折射率是一种平均性质。平均数要有意义,就必须取足够多的值,这就是为什么一个单一(复数)数能很好地近似地描述分子介质对给定频率的辐射激励的响应。这种媒介(例如,纯水)是由大量单独的散射体(即分子)在一个立方波长的体积内组成的。由此推论,由立方波长的许多粒子组成的介质也可以被赋予折射率。对于激动人心的辐射,粒子是大分子。测定分子混合物的有效折射率及其在复合颗粒介质中的应用已有近200年的历史空气折射率是一种气体的混合物。理想气体混合物的折射率是其各组分折射率的体积加权平均值。但是这个简单的混合规则并不适用于液体,或者更糟的是,粒子的混合物。多年来,人们多次尝试制定具有更大范围有效性的混合规则。更多信息请参见Akhlesh Lakhtakia主编,1996:线性光学复合材料论文选集,SPIE光学工程出版社。这本纲要包含了许多关于均质复合介质主题的经典论文。
1950年在爱丁堡观测到的蓝色太阳的光谱测量由罗伯特·威尔逊报道,1951:1950年9月的蓝色太阳。《皇家天文学会月报》第111卷,第478-89页,转载于第八章末尾引用的《大气散射论文选集》。雷竞技csgo
继续阅读:平面平行介质中的辐射传递
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