内容推荐 本书是关于无机固体光谱技术的专业图书,主要讨论固体光谱学领域的基础知识。通过本书的学习,读者将掌握基本的光谱技术(吸收谱、反射谱、发射谱、散射谱等)以及本领域使用的主要仪器设备等。尽管本书主要讨论掺杂在无机固体材料中的光学中心的光谱性质,但本书讨论的理论同样适用于气体或液体状态的分子和原子。 全书共7章,近150张图片。本书从可测量光学量(吸收系数、反射率、透射率、发光效率等)的简介开始,描述了测量所需的基本仪器设备,介绍了光谱学常用器件(包括光源、单色仪、探测器等)的工作原理和主要特点,建立了介电常数与可测量光学量(吸收系数、反射率)的联系,介绍了金属、绝缘体和半导体相关的光谱性质,讨论了静态晶体场模型和动态位形坐标模型对活性中心光谱性质的影响,分析了三价稀土和过渡金属离子的主要光学性质,最后简单地探讨了群论在光谱中的应用。 本书是面向物理、材料、化学等专业高年级本科生或研究生的一本教学参考书,亦可作为材料科学特别是发光材料领域科研工作者的参考资料。 作者简介 郭海,本科、博士均毕业于中国科学技术大学,现为浙江师范大学物理系教授、博导。在光转换荧光粉、发光玻璃、微晶玻璃等方面开展工作。发表SCI论文120余篇,被引用5000余次,h因子是41。主持国家自然科学基金项目3项。担任JAmCeramSoc助理编辑,《中国稀土学报》《发光学报》青年编委。 目录 译者的话 前言 光谱学相关物理常量 第1章 基础 1.1 光谱的起源 1.2 电磁波谱和光学光谱 1.3 吸收 1.3.1 吸收系数 1.3.2 吸收谱的测量:分光光度计 1.3.3 反射率 1.4 发光 1.4.1 光致发光的测量:荧光光谱仪 1.4.2 发光效率 1.4.3 Stokes和反Stokes位移 1.4.4 时间分辨光谱 1.5 散射:拉曼效应 1.6 特别专题:傅里叶变换光谱 练习题 第2章 光源 2.1 引言 2.2 灯光源 2.2.1 钨丝灯和石英卤钨灯 2.2.2 光谱灯 2.2.3 荧光灯 2.2.4 高压气体放电灯 2.2.5 固态光源 2.3 激光 2.3.1 用于光谱学的激光光源 2.3.2 激光的基本原理 2.3.3 粒子数反转:阈值条件 2.3.4 泵浦技术 2.3.5 谐振腔 2.4 激光器的类型 2.4.1 准分子激光器 2.4.2 气体激光器 2.4.3 染料激光器 2.4.4 半导体激光器 2.4.5 固体激光器 2.5 可调谐激光 2.5.1 可调谐固体激光器 2.5.2 基于混频技术的可调谐相干辐射 2.5.3 光参量振荡和放大 2.6 特别专题:格位选择光谱和激发态吸收 2.6.1 格位选择光谱 2.6.2 激发态吸收 练习题 第3章 单色仪和探测器 3.1 引言 3.2 单色仪 3.3 探测器 3.3.1 基本参数 3.3.2 探测器的类型 3.4 光电倍增管 3.4.1 光电倍增管的工作原理 3.4.2 光电倍增管的噪声 3.5 信噪比的优化 3.5.1 多次平均降噪 3.5.2 锁相放大器 3.5.3 光子计数器 3.5.4 光学多道分析仪 3.6 脉冲信号探测器 3.6.1 数字示波器 3.6.2 Boxcar积分器 3.7 特别专题:条纹相机和自相关器 3.7.1 条纹相机 3.7.2 自相关器 练习题 第4章 固体的光学透明度 4.1 引言 4.2 光学量和介电常数 4.3 洛伦兹振子 4.4 金属 4.4.1 理想金属 4.4.2 阻尼效应 4.5 半导体和绝缘体 4.6 基本吸收边的光谱形状 4.6.1 直接跃迁的吸收边 4.6.2 间接跃迁的吸收边 4.7 激子 4.7.1 万尼尔激子 4.7.2 弗仑克尔激子 4.8 特别专题:金属的颜色 练习题 第5章 光学活性中心 5.1 引言 5.2 静态相互作用 5.2.1 晶体场理论 5.2.2 分子轨道理论 5.3 谱带强度 5.3.1 吸收概率 5.3.2 允许的跃迁与选择定则 5.3.3 偏振跃迁 5.3.4 自发辐射概率 5.3.5 晶体对跃迁概率的影响 5.3.6 振子强度:Smakula公式 5.4 动态相互作用:位形坐标图 5.5 谱带形状:黄里斯耦合因子 5.6 无辐射跃迁 5.6.1 多声子发射 5.6.2 能量传递 5.6.3 发光的浓度猝灭 5.7 特别专题:量子效率的测定 练习题 第6章 应用:稀土离子、过渡金属离子和色心 6.1 引言 6.2 稀土离子 6.2.1 三价稀土离子:Dieke能级图 6.2.2 二价稀土离子 6.3 稀土离子的无辐射跃迁:能隙律 6.4 过渡金属离子 6.4.13 d1离子 6.4.23 dn离子:Suganoanabe能级图 6.5 色心 6.6 特别专题:JuddOfelt理论和固体光学制冷 6.6.1 JuddOfelt理论 6.6.2 固体光学制冷 练习题 第7章 群论与光谱 7.1 引言 7.2 对称操作和类 7.3 表示:特征标表 7.4 对称性降低和能级分裂 7.5 光跃迁的选择定则 7.6 示例 7.7 特别专题:群论在Kramers离子光跃迁中的应用 练习题 附录A 联合态密度 附录B 八面体晶体场对d1价电子的影响 附录C 自发辐射概率的计算 附录D Smakula公式的推导 索引 |