本書從生物和物理學(xué)兩個(gè)方面闡釋了光。用盡量形象生動(dòng)活潑的描述來闡釋復(fù)雜原理,聯(lián)系生活實(shí)際來深入淺出的解釋常見現(xiàn)象的不常見原理,從光合作用中光子的轉(zhuǎn)移到光照作用下動(dòng)植物的生產(chǎn)分布、某些植物特殊的性狀,從螢火蟲發(fā)光和變色龍的保護(hù)色等動(dòng)物的特異功能引入光子在治療激光方面的出色表現(xiàn),然后從專業(yè)角度介紹光的本性和發(fā)展,重點(diǎn)介紹了激光的性質(zhì),再從激光手術(shù)到激光存儲到太陽能,介紹光在醫(yī)學(xué)、軍事、通訊和能源領(lǐng)域的應(yīng)用,最后結(jié)合目前我國航天事業(yè)的發(fā)展,說明激光在國防航天方面不可或缺的地位
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這是一本面向中學(xué)生、大學(xué)生和其他科學(xué)愛好者,以及激光產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員等的科普讀物。在內(nèi)容選取上,既專注于生物與物理原理和概念的講解,又聯(lián)系實(shí)際,關(guān)心生活;既條理分明地講述光學(xué)的發(fā)展歷程,又探討光學(xué)領(lǐng)域的新進(jìn)展、新發(fā)現(xiàn)�?梢哉f,本書集專業(yè)化與生活化于一體,系客觀敘述和現(xiàn)場感知于一線,是一本充滿趣味的科普讀物。
序言
21世紀(jì)是光的世紀(jì)。在世紀(jì)之初,我們出版了一本書——《光電子世界——從電子學(xué)到光子學(xué)》,全面介紹了光子技術(shù)的發(fā)展。現(xiàn)在,已經(jīng)到了2014年,我們很高興地看到了光生物學(xué)和激光光學(xué)在多個(gè)學(xué)科中的迅速發(fā)展,其應(yīng)用得到了社會的廣泛關(guān)注。
我推薦的這本書——《光子精靈漫游記》,作為前者的后篇,生動(dòng)地介紹了這一領(lǐng)域的發(fā)展。著者用對話的方式對光生物學(xué)、激光光學(xué)、激光應(yīng)用等方面進(jìn)行闡述和介紹,內(nèi)容豐富,涵蓋面廣,
可讀性強(qiáng),其中既有對經(jīng)典光學(xué)知識的梳理和總結(jié),也有對正在蓬勃發(fā)展的光學(xué)前沿的介紹;既有光在生物學(xué)界的展現(xiàn),也有光學(xué)歷史的描繪�?梢哉f這是一本兼具學(xué)術(shù)價(jià)值和閱讀樂趣的經(jīng)典光學(xué)科普讀物,它不僅可以使熱愛和研究光學(xué)的人們從中獲得思維的啟迪和閱讀的樂趣,也將為青年讀者打開一扇通往知識殿堂的窗戶,真正領(lǐng)悟到科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)卓越、博大精深之美。
中國科學(xué)院院士劉頌豪
陳長水,華南師范大學(xué)教授、博導(dǎo),光子納米生物技術(shù)研究中心主任。本科畢業(yè)于天津大學(xué),并獲得中國科學(xué)院碩士、博士學(xué)位,中南大學(xué)博士后。瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工大學(xué)訪問教授,中國光學(xué)學(xué)會環(huán)境光學(xué)分會常委與激光加工專委會委員,中國宇航學(xué)會光電技術(shù)專委會常委,中國儀器儀表協(xié)會環(huán)境與安全檢測儀器分會理事,廣東省神經(jīng)科學(xué)學(xué)會生物物理分會副主任。主持和完成科研項(xiàng)目多項(xiàng),發(fā)表學(xué)術(shù)論文近百篇,申請發(fā)明專利多項(xiàng)。主要研究方向:納米光電子技術(shù)、激光光學(xué)、激光生物學(xué)等。
序言 ⅰ
前言 ⅲ
第一章 奇幻旅程的開始 001
第二章 遨游大千世界 005
第一天 植物世界的奧妙 007
第二天 樹木為什么不向地底生長? 011
第三天 種子發(fā)芽的時(shí)間 015
第四天 植物也分陰陽 019
第五天 “夜貓子”動(dòng)物 021
第六天 花無百日紅 024
第七天 遷徙的候鳥 027
第八天 五彩斑斕的海底 031
第九天 植物的葉子多種多樣 034
第十天 跳舞草的跳舞之謎 036
第十一天 蓋一座車前草房子 038
第十二天 有色薄膜使作物增產(chǎn) 040
第三章 追逐光明的動(dòng)物 043
第十三天 透明人看不見東西 045
第十四天 螢火蟲的光輝 048
第十五天 動(dòng)物的保護(hù)色 050
第十六天 動(dòng)物眼睛的特異功能 053
第十七天 蝴蝶的藝術(shù)世界 056
第十八天 認(rèn)識腫瘤 059
第十九天 光子給癌前細(xì)胞“把脈” 062
第四章 奇幻多彩的物理世界 067
第二十天 初識神奇的光 069
第二十一天 光的特異功能之干涉 075
第二十二天 光的特異功能之衍射 080
第二十三天 光子的獨(dú)白 085
第五章 神奇的光——激光 089
第二十四天 激光世界初窺 091
第二十五天 能量去哪兒了? 095
第二十六天 激光是怎么得來的 098
第二十七天 激光光斑的形狀 105
第二十八天 激光器也可以有“閘門” 107
第二十九天 激光的變身——非線性光學(xué) 109
第三十天 龐大的激光器家族 112
第三十一天 備受寵愛的光纖激光器 115
第三十二天 小巧高效的半導(dǎo)體激光器 119
第三十三天 大家伙粒子加速器 124
第六章 光的魅力展示 129
第三十四天 激光通信 131
第三十五天 大氣激光通信 134
第三十六天 光纖通信 137
第三十七天 量子保密通信 140
第三十八天 點(diǎn)亮世界的LED 143
第三十九天 Li-Fi 技術(shù) 147
第四十天 超信息量的立體激光記錄 149
第四十一天 不用開刀的激光手術(shù) 151
第四十二天 透明陶瓷與陶瓷激光器 155
第四十三天 用激光“打印商標(biāo)”和“印花” 158
第四十四天 用激光切割物體會產(chǎn)生碎屑嗎? 160
第四十五天 激光打孔和焊接 163
第四十六天 激光清洗技術(shù) 167
第四十七天 3D 激光打印——沒有不可能 171
第四十八天 4D 打印鑄就科幻夢想 179
第七章 國防航天顯神威 183
第四十九天 了不起的激光武器 185
第五十天 航空航天缺不了 188
第五十一天 “太空電梯”供動(dòng)力 190
附注一 光的前世今生 194
附注二 一次物理學(xué)盛會 198
附注三 回答問題 200
挑剔的發(fā)芽條件
星兒這天跟著爸爸媽媽到爺爺家串門,一進(jìn)門就見爺爺在澆花,星兒走過去東看看,西看看,都不知道那些盆栽叫什么名字。爺爺見他過來,便笑笑說:“秋賞菊,冬扶梅,春種海棠,夏養(yǎng)牽牛,不過最有趣的莫過于每天醒來看到那嫩綠的芽,那種勃勃的生機(jī),讓我感覺自己都年輕了好多�!毙莾郝犃藸敔�?shù)脑挘^,問道:“爺爺,種子埋在土里會發(fā)芽,什么時(shí)候會發(fā)芽你是怎么知道的?”
爺爺一下子被問住了,不知道該怎么回答。這時(shí),光子精靈突然出現(xiàn),看看星兒,說:“這個(gè)問題,我來告訴你。其實(shí)植物的芽在秋天就形成了,隨著季節(jié)的推移,環(huán)境溫度越來越低,不適宜芽種生長,所以芽到秋冬季節(jié)就休眠了。來年春回大地,休眠芽中的葉原基開始生長,打破休眠活動(dòng)、促進(jìn)萌發(fā)生長必需的酶開始合成,進(jìn)而促進(jìn)生長所需的蛋白質(zhì)的合成,芽種就開始生長了。”
“影響植物發(fā)芽的另一重要因素就是日照時(shí)長。春天來了,日照時(shí)間變長,植物有更長久的時(shí)間進(jìn)行光合作用。春天的溫度和光照能夠滿足大多數(shù)植物的開花要求,以及后續(xù)果實(shí)的成熟時(shí)間。”
“事實(shí)上,每種植物的生長開花都有自己特定的溫度和光照要求,而果實(shí)的品質(zhì)與光照有直接關(guān)系。光的光強(qiáng)、光質(zhì)、光照時(shí)長對生物有著深刻的作用�!�
“在光子的世界中,光子的身份是由頻率決定的,所以光子的種類很多,地球上的生物與各種光子有自己獨(dú)特的相處方式。盡管生物生活在相同的日光下,但不同光質(zhì)對生物的意義是不同的,生物對光質(zhì)也產(chǎn)生了選擇性適應(yīng)�!�
以上內(nèi)容摘自陳長水著述的《光子精靈漫游記》
全書通過塑造光子精靈這個(gè)形象,在各種活潑的生活場景中與伙伴們的交流,帶領(lǐng)他們發(fā)現(xiàn)身邊的光學(xué)現(xiàn)象并解釋和探索其中蘊(yùn)含的物理本質(zhì),避免了以往科普書中介紹光學(xué)知識的生硬難懂的語言形式,適合所有對科學(xué)有興趣的讀者閱讀,同時(shí)也是剛接觸光學(xué)知識的學(xué)生的重要參考讀物,有助于培養(yǎng)其對現(xiàn)代科學(xué)的興趣和好奇心。
作者陳長水,系華南師范大學(xué)教授、博導(dǎo),光子納米生物技術(shù)研究中心主任。本科畢業(yè)于天津大學(xué),并獲得中國科學(xué)院碩士、博士學(xué)位,中南大學(xué)博士后。瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工大學(xué)訪問教授,中國光學(xué)學(xué)會環(huán)境光學(xué)分會常委與激光加工專委會委員,中國宇航學(xué)會光電技術(shù)專委會常委,中國儀器儀表協(xié)會環(huán)境與安全檢測儀器分會理事,廣東省神經(jīng)科學(xué)學(xué)會生物物理分會副主任。主持和完成科研項(xiàng)目多項(xiàng),發(fā)表學(xué)術(shù)論文近百篇,申請發(fā)明專利多項(xiàng)。主要研究方向:納米光電子技術(shù)、激光光學(xué)、激光生物學(xué)等。
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