据中国激光杂志社网,于2024年12月30日报道,真正的创新道路一定是异常艰辛。研究新范式的开端乃是融合科学与艺术的一个彻底变革的产物,乃是走完各种错综复杂的道路并作出各种艰苦的奋斗努力而后取得的突破性进展。光学学科同样如此。自古以来,科学家们对光的奥秘展开了不懈探索。从屈原《天问》对自然奥秘的叩问,到波动光学奠基者菲涅耳的科学突破,人类对光的认知历程特别漫长和艰辛。在当今我国光科技领域蓬勃发展的背景下,一本兼具学术高度与创新视野的全彩印刷新书《光学》教材应运而生,为新时代的光学强基注入全新活力。
2021年底,由中国物理学会理事长张杰院士牵头,组织一批活跃在物理学前沿各研究领域,且具有丰富的教学经验与育人情怀的新一代物理学家,与高等教育出版社合作,编写、出版一套面向未来的基础学科拔尖学生培养计划配套教材——物理学专业系列。《光学》即为该系列问世的第一本。
本书由上海交通大学物理与天文学院钱列加教授倾力编著,汇聚其多年教学经验和科研智慧,为读者打开了理解光学的全新窗口。本书不仅紧扣几何光学和波动光学的核心内容,还进行了矩阵方法、对偶关系等革新,通过科学思维拓展了传统光学教材的深度与广度,为光学学科的高质量发展提供了新动力。
为了符合新时代强基的目标,本《光学》书立足于让读者开动脑筋思考,通过历史发展、现象概括、解决方案、公式定义的由来到最后的认识升华和器件应用,使切合人类从探索现象、概括规律、总结公式到改造世界的思维方式,这将有助于锻炼读者的科学思维。本书不同于传统教材体系和思路,更注重物理思想,并且在很多内容的处理上举重若轻。作为结果,本书杜绝了“对知识的简单灌输”:课本等于公式说明书,习题等于代公式。
本书以“明道致用”为宗旨,将基础知识与前沿应用相结合,为学生与科研工作者打开新的认知维度。作为物理学专业拔尖学生培养系列教材中的一员,《光学》不止是一本教科书,更是一盏“菲涅耳灯塔”,照亮学术前行的道路。
内容简介
本书是在作者于复旦大学和上海交通大学长期从事光学课程教学所积累的丰富经验和逐年迭代的课件内容的基础上编著而成的。本书采用著名物理学课程讲义的风格,聚焦光学课程中最基础的几何光学成像,光波的干涉、衍射与偏振等经典内容。本书注重物理基础,引导学生进行大跨度的科学联想,并尝试将基础知识回归到实际应用中。本书特色鲜明,以高度的“学术自觉”构建光学课程的知识体系来进行编写:一是在本书的开篇中首先对光波的载波和包络描述、傍轴近似等后续常用的重要概念予以系统性的介绍;二是对传统光学内容进行了诸如矩阵光学成像处理和标量衍射积分方法等若干革新;三是在“因为所以”的数学逻辑基础上加强“为什么和为什么不”的学术思维锻炼。
本书可作为高等学校物理学类、光电信息科学与工程、光源与照明等专业本科生的专业基础课教材,也可用作大学物理课程中光学内容的参考书。
作者简介
钱列加,上海交通大学物理与天文学院教授和激光等离子体教育部重点实验室主任。聚焦强激光物理的创新,开展超快非线性光学的研究。获得国家杰出青年科学基金(2007)、科技部重点领域创新团队(2015)和教育部协同创新团队(2022)的资助。在Optica、Nature Communications、Advanced Photonics、Chinese Optics Letters、High Power Laser Science and Engineering 等学术期刊发表论文200余篇,授权国家发明专利28项和美国专利12项,作为主要完成人之一获国家和省部级科技奖励(一等奖)共4次。