stringtranslate.com

Основы оптики

Родился в 1930-х годах.

Principles of Optics , в просторечии известные как Born and Wolf , — учебник по оптике, написанный Максом Борном и Эмилем Вольфом , который был первоначально опубликован в 1959 году издательством Pergamon Press . [1] После шести изданий в Pergamon Press книга была передана в Cambridge University Press , которое выпустило расширенное седьмое издание в 1999 году. [2] В 2019 году было опубликовано издание, посвященное 60-летию, с предисловием сэра Питера Найта . [3] Она считается классической научной книгой и одной из самых влиятельных книг по оптике двадцатого века. [4]

Фон

В 1933 году Springer опубликовал книгу Макса Борна Optik , в которой рассматривались все оптические явления, к которым были применимы методы классической физики и уравнения Максвелла в частности. В 1950 году, при поддержке сэра Эдварда Эпплтона , директора Эдинбургского университета, Борн решил выпустить обновленную версию Optik на английском языке. Частично он был мотивирован необходимостью заработать деньги, так как он недостаточно долго работал в Эдинбурге, чтобы получать достойную пенсию, и в то время не имел права на какую-либо пенсию за время работы в Германии. [3] : 9  [5] : 293  [6] : 181 

Первая проблема, с которой пришлось столкнуться Борну, заключалась в том, что после вступления США в войну в 1941 году Optik был воспроизведен и широко продавался в США вместе со многими другими книгами и периодическими изданиями. Это было сделано под эгидой Управления по делам иностранной собственности , которое было уполномочено конфисковывать вражескую собственность, так что ни авторы, ни издатели не получали никакой оплаты за эти продажи. Когда война закончилась, печать продолжилась, по-прежнему без выплаты гонораров авторам или издателям. Борн регулярно писал, пытаясь вернуть свою книгу, указывая, что он не иностранец, так как в начале войны был гражданином Великобритании. Он заручился поддержкой различных людей и организаций, включая британского посла в Вашингтоне. В ответ он получил письмо, в котором говорилось, что ему придется платить 2% от розничной цены любой новой книги, которую он напишет, основанной на Optik . Статья в Manchester Guardian о том, как Ян Сибелиус был лишен гонораров таким же образом, побудила его написать письмо, описывающее его собственную ситуацию. В конце концов, ему вернули права на книгу, и он получил гонорары задним числом. [3] : 9  [5] : 294 

Он быстро понял, что важные разработки в оптике, которые произошли за годы с момента написания оригинальной книги, должны быть освещены. Он обратился к Деннису Габору , изобретателю голографии, с просьбой посотрудничать с ним в написании книги. Эмиль Вольф , научный сотрудник Кембриджского университета, был приглашен написать главу в книге. Габор впоследствии отказался из-за нехватки времени. Борн и Вольф были тогда основными авторами с участием специалистов от других авторов. Вольф написал несколько глав и отредактировал другие работы; вклад Борна заключался в модифицированной версии Optik , а также в сотрудничестве с Вольфом в планировании книги и во многих обсуждениях, касающихся спорных моментов, представления и т. д. [2] : Предисловие к 1-му изданию  [3] : 9  [5] : 293 

Они надеялись завершить книгу к концу 1951 года, но были «слишком оптимистичны». [7] : 10  Книга была фактически впервые опубликована в декабре 1959 года.

Проблемы с Pergamon Press и Робертом Максвеллом

Pergamon Press — научное издательство, основанное в 1948 году Робертом Максвеллом и Полом Росбаудом . Последний был научным консультантом Springer в Германии до и во время войны и был одним из редакторов, работавших с Optik . Он также был тайным агентом союзников во время войны. Он убедил авторов разместить книгу в Pergamon Press, решение, о котором они позже пожалели. [3] : 10  [5] : 295 

Подробный отчет дает Густав Борн , сын Макса [8]. Он объясняет, как законы о клевете в Великобритании не позволяли ему говорить об этом до смерти Максвелла .

Максвелл пытался заставить авторов согласиться на гораздо более низкую ставку гонорара за продажи в США, чем было согласовано в их контракте, потому что книгу должен был публиковать другой издатель, что означало бы сокращение прибыли для Pergamon. Затем она фактически публиковалась через американское отделение Pergamon, но авторы все равно получали сокращенные гонорары. Они также обнаружили, что цифры продаж в их отчетах были ниже реальных цифр. Пункт в контракте означал, что им пришлось обратиться в арбитраж, а не в суд, чтобы решить этот вопрос. Густав представлял интересы своего отца в этом деле, поскольку Макс Борн теперь жил в Германии и ему было около семидесяти. Дело слушал Десмонд Акнер (впоследствии лорд Акнер) в 1962 году. Он вынес решение в пользу авторов по всем пунктам. Тем не менее, им продолжали недоплачивать. Начальные цифры в годовом отчете не совпадали с конечными цифрами из отчета за предыдущий год. Некоторые издания переиздавались несколько раз, но вообще не отображались в счетах. После смерти Борна Вольф обнаружил, что международное издание распространяется на Дальнем Востоке, о чем ему не сообщили. Pergamon прислал ему небольшой чек, когда он поднял этот вопрос с ними. Когда он пригрозил им судебным иском, они прислали еще один чек на сумму в три раза большую. Вольф сказал [2] : Предисловие к седьмому изданию  , что книга была переиздана семнадцать раз (не считая несанкционированных изданий и переводов).

Росбауд покинул Pergamon Press в 1956 году, «потому что он нашел Максвелла совершенно нечестным». Другие авторы говорили Густаву Борну, что у них были те же проблемы с Максвеллом. Среди них были сэр Генри Дейл , который разделил Нобелевскую премию по медицине в 1936 году, и Эдвард Эпплтон.

Содержание

1-е издание

Целью книги было охватить только те оптические явления, которые можно вывести из электромагнитной теории Максвелла, и дать полную картину того, что было известно в то время и выведено из уравнений Максвелла. [2] : Предисловие к первому изданию 

2-е издание

Это было опубликовано в 1962 году. [2] : Предисловие ко второму изданию  Оно содержало исправления ошибок и опечаток.

Лазеры были разработаны с момента публикации 1-го издания, но не были рассмотрены, поскольку работа лазера выходит за рамки классической оптики. Были включены некоторые ссылки на исследования, в которых использовались лазеры.

3-е издание

Это было опубликовано в 1965 году. [2] : Предисловие к третьему изданию.  В нем снова были исправлены ошибки и опечатки, а также добавлены ссылки на недавние публикации.

Новый рисунок (8.54), подаренный Лейтом и Упатниексом , показал изображения первого трехмерного голографического изображения. Это относится к разделу в Главе VIII, в котором описывалась техника реконструкции волнового фронта Габора ( голография ).

4-е издание

Это было опубликовано в 1968 году и включало исправления, улучшения текста и дополнительные ссылки. [2] : Предисловие к четвертому изданию 

5-е издание

Это было опубликовано в 1974 году и снова включало исправления, улучшения текста и дополнительные ссылки. [2] : Предисловие к пятому изданию 

Значительные изменения были внесены в разделы 13.1-13.3., посвященные оптическим свойствам металлов. Описать взаимодействие оптической электромагнитной волны с металлом с помощью классической оптической теории невозможно. Тем не менее, некоторые основные особенности можно описать, по крайней мере, количественно, при условии учета частотной зависимости проводимости и роли свободных и связанных электронов.

6-е издание

Это было опубликовано в 1985 году и содержало небольшое количество исправлений [2] : Предисловие к 6-му изданию. 

7-е издание

В 1997 году издание книги было передано издательству Cambridge University Press, которое было готово переработать текст, тем самым предоставив возможность внести существенные изменения в книгу. [2] : Предисловие к 7-му изданию 

Изобретение лазера в 1960 году, через год после публикации первого издания, привело к появлению множества новых видов деятельности и совершенно новых областей в оптике. Полностью обновленные «Принципы оптики» потребовали бы нескольких новых томов, поэтому Вольф решил добавить только несколько новых тем, которые не потребовали бы серьезных правок текста.

В главу IV был добавлен новый раздел, представляющий принципы компьютерной аксиальной томографии (или CAT), которая произвела революцию в диагностике в медицине. Также есть описание преобразования Радона , разработанного в 1917 году, которое лежит в основе теории CAT.

В главу VIII был добавлен отчет о теории дифракции Кирхгофа-Рэлея, поскольку она стала более популярной. Ведутся споры о том, что лучше описывает дифракционные эффекты: она или старая теория Кирхгофа.

Представлено недавно обнаруженное явление, в котором спектральный анализ распределения света наложенных широкополосных световых полей дает важную физическую информацию, из которой можно вывести когерентные свойства света.

Добавлена ​​глава XIII под названием «Теория рассеяния света неоднородными средами». Основная теория была разработана много лет назад при анализе квантово-механического потенциального рассеяния и совсем недавно была выведена для оптического рассеяния. Обсуждается дифракционная томография. Она применяется, когда конечная длина волны, например оптических и ультразвуковых волн , не может быть проигнорирована, как в случае рентгеновской томографии .

Также были добавлены три новых приложения:

История публикации

На сегодняшний день книга выдержала семь изданий.

Первые шесть были опубликованы издательством Pergamon Press в 1959, 1962, 1965, 1968, 1974 и 1980 годах. Издательство Cambridge University Press взяло на себя права на книгу в 1997 году и опубликовало расширенное седьмое издание в 1999 году [2]. Специальная версия, посвященная шестидесятилетию, была выпущена в 2019 году, через шестьдесят лет после первого издания.

Оригинальные издания

  1. Борн, Макс; Вольф, Эмиль (1959). Принципы оптики: электромагнитная теория распространения, интерференции и дифракции света (1-е изд.). Лондон; Нью-Йорк; Париж: Pergamon Press . OCLC  489691506.
  2. Борн, Макс; Вольф, Эмиль (1964). Принципы оптики; электромагнитная теория распространения, интерференции и дифракции света (2-е перераб. изд.). Нью-Йорк: Pergamon Press . OCLC  606624742.
  3. Борн, Макс; Вольф, Эмиль (1965). Принципы оптики; электромагнитная теория распространения, интерференции и дифракции света (3-е переизд.). Оксфорд; Лондон; Эдинбург: Pergamon Press . OCLC  935495986.
  4. Борн, Макс; Вольф, Эмиль (1970). Принципы оптики; электромагнитная теория распространения, интерференции и дифракции света (4-е переиздание). Оксфорд; Нью-Йорк: Pergamon Press . ISBN 978-0-08-013987-6. OCLC  45634897.
  5. Борн, Макс; Вольф, Эмиль (1975). Принципы оптики; электромагнитная теория распространения, интерференции и дифракции света (5-е переиздание). Оксфорд: Pergamon Press . ISBN 0-08-018018-3. OCLC  1219238.
  6. Борн, Макс; Вольф, Эмиль (1980). Принципы оптики: электромагнитная теория распространения, интерференции и дифракции света (6-е изд.). Оксфорд; Нью-Йорк: Pergamon Press . ISBN 0-08-026482-4. OCLC  7106160.
  7. Борн, Макс; Вольф, Эмиль (1999). Принципы оптики: электромагнитная теория распространения, интерференции и дифракции света (7-е расширенное издание). Кембридж: Cambridge University Press . ISBN 0-521-64222-1. OCLC  1151058062.

Переиздания

В 1999 году Вольф прокомментировал [2] : В предисловии к 7-му изданию  , что было семнадцать авторизованных переизданий и неизвестное количество неавторизованных переизданий.

Пятое издание было переиздано в 1975 и 1977 годах. [10] В период с 1983 по 1993 год шестое издание книги было переиздано семь раз. [3] Некоторые из этих переизданий, в том числе в 1983 и 1986 годах, включали исправления. [10]

Издательство Кембриджского университета выпустило переиздание 6-го издания в 1997 году. Переиздание 7-го издания было выпущено в 2002 году с исправлениями. Было сделано пятнадцать переизданий до того, как в 2019 году было напечатано издание, посвященное 60-летию. [3]

Переводы

Прием

Первое издание было очень хорошо принято. [2] : Предисловие  В биографии Макса Борна говорилось: «Она представляет собой систематическое рассмотрение, основанное на электромагнитной теории, всех оптических явлений, которые можно описать в терминах непрерывного распределения материи». [11] Время ее выхода было очень подходящим. Появление лазера вскоре после ее публикации означало, что предоставленные ею знания об описании и анализе света были напрямую применимы к поведению лазерного света. Она широко использовалась преподавателями университетов, исследователи использовали ее как источник строгой информации. Ее отличные продажи отражали ее ценность для мирового оптического сообщества.

Габор сказал, что описание голографии в книге было первым систематическим описанием этой техники в авторитетном учебнике. [2] : Предисловие  Габор послал Вольфу копию одной из своих статей с надписью: «Дорогой Эмиль, я считаю тебя своим главным пророком. С любовью, Деннис» [7]

Седьмое издание было рецензировано Питером В. Милонни [4], Юджином Хехтом [ 12] и Уильямом Максвеллом Стином [13] . Предыдущие издания книги были рецензированы Леоном Розенфельдом [14], Уолтером Томпсоном Уэлфордом [15] , Джоном Д. Стронгом [ 16] и Эдгаром Адрианом [17] среди прочих. [18] [19] [20] [21] [22]

Питер В. Милонни начал свой обзор книги с одобрения описания книги на суперобложке, заявив, что это «одна из классических научных книг двадцатого века и, вероятно, самая влиятельная книга по оптике, опубликованная за последние 40 лет» [4] .

Юджин Хехт начал свой обзор книги, сравнив задачу с обзором «Одиссеи» , в том смысле, что «к ней нельзя подходить без определенного благоговения и предвидения того, что все, что вы говорите, по сути не имеет значения». [12] Затем Хехт подводит итог своему собственному обзору, чтобы помочь «тем, у кого нет времени прочитать остальную часть этого эссе», заявляя: « Принципы оптики» — отличная книга, седьмое издание — прекрасное, и если вы работаете в этой области, вам, вероятно, следует ее приобрести». [12] Хехт продолжил утверждать, что книга «является великолепным, строгим, весомым, непоколебимым математическим трактатом, который рассматривает множество тем классической оптики». [12] Он отметил, что книгу может быть трудно понять; он написал: «Это tour de force, никогда не предназначенное для легкого чтения». [12] Проанализировав некоторые изменения в новом издании, Хехт завершил обзор тем же резюме, что и во введении, еще раз подчеркнув, что «если вы работаете в этой области, вам, вероятно, следует владеть ею». [12]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Борн, Макс; Вольф, Эмиль (1959). Принципы оптики: электромагнитная теория распространения, интерференции и дифракции света (1-е изд.). Лондон; Нью-Йорк; Париж: Pergamon Press . OCLC  489691506.
  2. ^ abcdefghijklmn Борн, Макс; Вольф, Эмиль (1999). Принципы оптики: электромагнитная теория распространения, интерференции и дифракции света (7-е расширенное изд.). Кембридж: Cambridge University Press . ISBN 0-521-64222-1. OCLC  1151058062.
  3. ^ abcdefg Борн, Макс; Вольф, Эмиль (2019). Принципы оптики: электромагнитная теория распространения, интерференции и дифракции света (7-е (расширенное) 60-летие издания). Cambridge University Press . ISBN 978-1-108-47743-7. OCLC  1129406200.
  4. ^ abc Milonni, Peter W. (2000). "Обзор книги: Принципы оптики. Макса Борна и Эмиля Вольфа. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания, 1999, 985 стр". Основы физики . 30 (8): 1325–1326. Bibcode :2000FoPh...30.1325.. doi :10.1023/A:1017296724276. S2CID  189838261.
  5. ^ abcd Гринспен, Нэнси Торндайк (2005). Конец определенного мира: жизнь и наука Макса Борна . Нью-Йорк: Basic Books. ISBN 978-0-7382-0693-6. OCLC  56534998. Также опубликовано в Германии: Макс Борн – Baumeister der Quantenwelt. Eine Biography Spektrum Akademischer Verlag, 2005, ISBN 3-8274-1640-X 
  6. ^ Борн, М.; Борн, MEH и Эйнштейн, А. (1971). Письма Борна–Эйнштейна: переписка между Альбертом Эйнштейном и Максом и Хедвиг Борн с 1916 по 1955 год, с комментариями Макса Борна . I. Борн, перевод. Лондон: Macmillan. ISBN 978-0-8027-0326-2.
  7. ^ abc Вольф, Эмиль (1983). «Коллекции Макса Борна». Optics News . 9 : 10–16.
  8. ↑ Борн, Густав (28 мая 1993 г.). «Воровство у профессоров». The Oldie (34): 16–17.
  9. ↑ Newman, Christine (9 января 1999 г.). «Посвящение профессору Патрику Уэйману на мемориальной службе в Каслноке». The Irish Times . Получено 28 марта 2021 г.
  10. ^ ab Борн, Макс; Вольф, Эмиль (1980). Принципы оптики (6-е изд.). Лондон: Pergamon Press. ISBN 0-08-026482-4.
  11. ^ Кеммер, Н.; Шлапп, Р. (1971). «Макс Борн 1882-1970». Биографические мемуары членов Королевского общества . 17 : 17–52. doi :10.1098/rsbm.1971.0002. S2CID  73330505.
  12. ^ abcdef Хехт, Юджин (октябрь 2000 г.). «Принципы оптики: электромагнитная теория распространения, интерференции и дифракции света». Physics Today . 53 (10): 77–78. Bibcode : 2000PhT....53j..77B. doi : 10.1063/1.1325200. ISSN  0031-9228.
  13. ^ Стин, Уильям М. (июль 2000 г.). «Принципы оптики М. Борна и Э. Вольфа, 7-е (расширенное) издание, Cambridge University Press, Кембридж, 1999 г., 952 стр.». Оптика и лазерная технология . 32 (5): 385. doi :10.1016/S0030-3992(00)00061-X.
  14. ^ Розенфельд, Л. (февраль 1960 г.). «Принципы оптики. Электромагнитная теория распространения, интерференции и дифракции света». Ядерная физика . 15 : 531. doi :10.1016/0029-5582(60)90353-9.
  15. ^ Welford, WT (август 1975). «Принципы оптики (5-е издание)». Оптика и лазерная технология . 7 (4): 190–191. doi :10.1016/0030-3992(75)90061-4.
  16. ↑ Стронг, Джон (19 февраля 1960 г.). «Принципы оптики. Электромагнитная теория распространения, интерференции и дифракции света. Макс Борн, Эмиль Вольф и др. Pergamon Press, Нью-Йорк, 1959. xxvi + 803 стр. Иллюстр. $17.50». Science . 131 (3399): 495. doi :10.1126/science.131.3399.495. ISSN  0036-8075.
  17. ^ Адриан, Лорд (1960). «Обзор принципов оптики, БорнМакс, ВольфЭмиль». Scientific American . 202 (5): 220. ISSN  0036-8733. JSTOR  24940493.
  18. ^ "Принципы оптики". Журнал Института Франклина . 269 (1): 68. Январь 1960. doi :10.1016/0016-0032(60)90259-3.
  19. ↑ Stroke, George Wilhelm (27 ноября 1964 г.). «Принципы оптики. Электромагнитная теория распространения, интерференции и дифракции света. Макс Борн и Эмиль Вольф. Pergamon, London; Macmillan, New York, ed. 2, 1964. xxviii + 808 pp. Illus. $17.50». Science . 146 (3648): 1154. doi :10.1126/science.146.3648.1154. ISSN  0036-8075.
  20. ^ Кокель, Б.; Эстфаль, штат Вашингтон; Дессауэр, Ф .; Штрубекер, Карл; Зидентопф, Х. ; Боргнис, Ф .; Фалькенхаген, Х. ; Финкельнбург, В. ; Вьюег, Р. (июнь 1960 г.). «Гейзенберг: Wadlungen in den grundlagen der naturwissenschaft/Heisenberg: Physik und Philosophie/Frisch: Beitrage zur Physik und Chemie Des 20. Jahrhunderts/Bellman: Введение в матричный анализ/Мелин: Астрономия/Born und Wolf: Принципы оптики/Ma». Физический журнал . 16 (6): 344–347. дои : 10.1002/phbl.19600160610 .
  21. ^ Питер, К.; Паслер, М.; Брюн, Дж.; Штрубекер, К.; Курце, Г.; Кюлер, Х.; Мартиенссен, В.; Сигер, А.; Рихтер, П.; Вессель, В.; Рехенберг, Х. (февраль 1973 г.). «Яворский: Physik griffbereit/Райман: Физика/Ландау: Классическая физика в современном дарстеллунге/Мартин: Статистика для физиков/Поля: Aufgaben und Lehrsätze aus der Analysis II./Akustik und Schwingungstechnik/Борн: Принципы оптики/Колфилд: А» . Физический журнал . 29 (2): 93–96. дои : 10.1002/phbl.19730290211 .
  22. ^ Вольбаршт, Майрон Л. (декабрь 1966 г.). «Принципы оптики. Электромагнитная теория распространения, интерференции и дифракции света. Макс Борн, Эмиль Вольф». The Quarterly Review of Biology . 41 (4): 440. doi :10.1086/405217. ISSN  0033-5770.

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки