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专题一 航天技术与物理学1

1.1火箭技术中的物理学原理1

1.火箭推进原理1

2.多级火箭3

1.2人造卫星技术中的物理学原理4

1.人造卫星的运动轨道及运行轨道方程4

2.人造卫星的轨道要素及轨道设计5

3.人造卫星与无线电通信技术6

4.同步卫星的姿态稳定性6

5.人造卫星的电源7

1.3载人航天技术与物理学8

1.载人航天器的种类及其构造9

2.登月技术中的物理学11

3.宇宙航行中宇航员的超重与失重12

4.飞行器的返回与返回时的热现象13

1.4中国航天技术发展回顾15

思考题17

参考文献17

专题二 超导技术18

2.1超导的主要特性18

1.零电阻特性18

2.完全抗磁性——迈斯纳效应19

2.2金属低温超导理论20

1.唯象理论20

2.BCS理论21

2.3高温超导23

1.高温超导材料的结构23

2.高温超导材料的特性24

3.高温超导材料的制备26

2.4超导电技术的应用27

1.超导核磁共振断层成像（医用）装置（MRI—CT）28

2.超导量子干涉仪（SQUID）28

3.超导计算机29

4.超导发电机29

5.超导变压器29

6.超导电缆30

7.超导磁悬浮列车31

8.磁流体发电32

思考题33

参考文献33

专题三 医学成像物理基础34

3.1 X射线计算机断层成像34

1.图像重建的物理基础34

2.图像重建的数学模型35

3.X-CT扫描机37

4.X射线成像技术的应用及发展趋势37

3.2核磁共振成像38

1.原子核的磁矩38

2.核磁共振39

3.核磁共振成像原理42

4.空间位置编码44

5.图像重建45

6.磁共振成像的现状及发展前景46

3.3超声波成像46

1.超声波成像的物理基础47

2.A型超声成像49

3.M型超声成像50

4.B型超声成像51

5.超声多普勒成像51

6.超声成像的发展趋势54

3.4核医学成像55

思考题55

参考文献56

专题四 液晶材料及液晶显示技术57

4.1液晶的物理形态58

1.向列相液晶58

2.胆甾相液晶58

3.近晶相液晶59

4.2液晶的相变59

4.3液晶显示的基本原理60

4.4液晶显示的局限与有机半导体显示64

思考题66

参考文献66

专题五 红外辐射及其应用技术67

5.1红外辐射68

5.2热辐射定律68

1.黑体辐射规律68

2.灰体辐射规律69

5.3红外线在介质中的衰减71

5.4红外探测器简介72

5.5红外技术的应用74

1.红外测温技术74

2.红外成像技术76

3.红外遥感80

4.远红外加热新技术80

5.红外追踪81

思考题82

参考文献82

专题六 光纤与光纤通信技术83

6.1介质薄膜波导83

1.平面波的反射与折射83

2.反射波的相位突变84

3.导波的特征方程86

4.导波的截止波长87

5.单模传输87

6.2光学纤维的构造和特性87

1.阶跃型光纤中光的传播88

2.梯度型光纤中子午光线的传播89

3.光纤的损耗90

4.光纤的色散90

5.光学纤维的制作原理91

6.光纤通信系统的方框图91

6.3光纤通信中的信号转换92

1.电光信号的转换92

2.光电信号的转换93

6.4光通信中的传输系统94

1.耦合器94

2.波分复用系统95

3.光滤波器96

4.光栅96

5.中继器97

6.光缆结构98

思考题99

参考文献99

专题七 等离子显示技术100

7.1等离子显示（PDP）的物理基础100

1.气体放电理论100

2.汤森德繁流理论103

3.着火电压（击穿电压）Uf104

7.2交流等离子显示（ACPDP）基础105

1.等离子显示单元105

2.交流等离子显示单元的电压关系106

3.形成稳定放电序列的条件107

4.维持电压波形比较110

7.3直流等离子显示（DCPDP）111

7.4等离子体的多色显示和全色显示111

7.5等离子显示特点112

思考题113

参考文献113

专题八 激光技术114

8.1激光的基本原理114

1.光与物质的相互作用114

2.粒子数反转分布117

3.光学谐振腔与阈值条件118

8.2激光器120

1.固体激光器120

2.气体激光器121

3.半导体激光器122

4.自由电子激光器122

8.3激光的特性及其应用123

1.激光的特性123

2.激光的应用125

思考题130

参考文献131

专题九 纳米科学技术132

9.1扫描隧道显微镜132

1.STM的工作原理133

2.ST M仪器设备134

3.STM的优越性135

4.STM的应用135

5.STM的局限性137

9.2原子力显微镜138

9.3纳米科学技术139

1.纳米材料的基本物理效应140

2.碳纳米管材料141

3.纳米材料的制备142

4.纳米材料的应用143

5.纳米电子学146

6.纳米生物学147

思考题147

参考文献148

专题十 非线性光学149

10.1光场与介质相互作用的基本理论149

1.介质的非线性电极化理论149

2.光与介质非线性作用的波动方程150

3.非线性光学的量子理论151

10.2非线性光学效应151

1.光学变频效应151

2.强光引起介质折射率变化及相关非线性光学效应154

3.光的受激散射效应155

4.瞬态相干光学效应157

5.光学相位共轭159

6.光学双稳态160

10.3非线性光学效应的应用162

1.信息技术162

2.激光武器与防护163

3.大气探测163

4.激光超声检测164

思考题164

参考文献165

专题十一熵166

11.1态函数熵166

1.克劳修斯熵166

2.玻耳兹曼熵167

3.开放系统的熵变169

4.远离平衡态的非平衡态与混沌态171

11.2熵与能量172

1.焦耳实验172

2.理想气体的绝热自由膨胀173

11.3熵与生命174

1.熵与新陈代谢174

2.“负熵”与光合作用175

11.4熵与信息175

1.麦克斯韦妖175

2.熵与信息176

11.5熵与经济和社会178

思考题179

参考文献180

专题十二 引力理论和宇宙学181

12.1宇宙学原理181

12.2牛顿的宇宙182

1.有限还是无限182

2.奥伯斯（Olbers）佯谬182

3.纽曼（Newman）疑难183

12.3广义相对论的基本原理183

1.等效原理183

2.广义相对性原理184

12.4爱因斯坦的宇宙186

1.一个二维宇宙186

2.有限无边——爱因斯坦静态宇宙模型187

12.5膨胀的宇宙187

1.弗里德曼（Friedmann）宇宙188

2.哈勃定律188

3.罗伯逊-沃克（Robertson-Walker）度规189

4.宇宙年龄190

12.6大爆炸190

1.奇点与黑洞191

2.遗迹和波纹192

12.7宇宙动力学193

12.8宇宙演化简史195

1.迄今为止的宇宙195

2.火与冰——宇宙的最终归宿196

12.9结束语197

思考题197

参考文献198