了得網工業技術_四維電子顯微鏡

編輯推薦

本書由諾貝爾化學獎得主加州理工學院教授Ahmed Zewail領導完成，是國際上本專門討論四維成像技術的性著作。目前，電子顯微學和超快技術的結合正值蓬勃發展時期，國內在這方面的工作也取得了一些進展，在這個時機，本書的出版必然對該技術在國內的推廣，以及相關人纔的培養和新學科的發展起到積極的推動作用。

內容簡介

本書共分為八章，首先詳細闡述了現代電子顯微學的基本原理，包括先進技術及應用舉例，然後描述了超快電子顯微學的主要技術及應用，後總結了其與其他超快技術的比較，並展望了四維成像技術在物理、化學和生物研究中的重要應用前景。上述各部分涉及的主要物理概念書中都給出了詳細介紹。全書內容十分豐富，對基本概念、定理和定律的講解生動清晰、通俗易懂，全書詳細列舉了Zewail研究小組結合多種電子顯微學方法(諸如選區衍射、會聚束衍射、高分辨像、衍襯技術、電子能量損失譜)和超快技術在化學、材料、物理、生物領域所取得的優秀科研成果。該書注重物理現像分析，深入淺出，避免運用較煩瑣的數學方程，因此物理和材料專業背景的讀者閱讀起來也不會感到十分困難。

作者簡介

Ahmed H. Zewail是加州理工學院（Caltech）化學繫的Linus Pauling講席教授和物理繫教授，以及生物物理中心的主任。1999年，他因為對飛秒化學領域發展的貢獻而獲得了諾貝爾獎。之後他在加州理工學院的研究組一直致力於另一個領域的發展——四維電子顯微鏡——以實現在時間和空間四個維度上的直接成像。他被四十個大學授予榮譽學位，是多個國家的學會成員和科學院院士。印有他本人肖像的郵票被公開發行以紀念他對科學和人道主義的貢獻。近，他被任命為奧巴馬總統的科學與技術顧問委員會成員。更多信息可從以下網站獲取。

John M. Thomas是世界的固體化學家之一，他在20世紀60年代開創性地將二維和三維電子顯微鏡應用到化學研究中。他在固體催化劑設計領域中也。他曾任劍橋大學物理化學繫主任，彼得豪斯學院（古老的學院）主任。他還曾任大不列顛皇家學會的主任，這個席位當初為Michael Faraday而設。他是皇家顯微學會的Sesquicentenary榮譽會員，也是多個國家的科學院外籍院士，並屢獲國際獎項。在1991年，他因其化學研究和科普工作的貢獻而被伊麗莎白女王授封爵士。

第1章歷史回顧：從針孔照相機到四維成像
第2章相干的概念：光學、衍射和成像
第3章從二維到三維結構成像：主要概念
第4章二維和三維成像應用及相關技術
第5章電子四維時空成像：原理
第6章四維超快電子成像：發展與應用
第7章電子顯微鏡和同步加速器的比較
第8章四維可視化：過去、現在、未來

前言

譯者序
制作原子分子電影的夢工場
帕薩迪納坐落在好萊塢東面二十來公裡處。與熱鬧的好萊塢相比，帕薩迪納是個安靜的小鎮，但也時不時會出現在好萊塢的電影作品裡。除了一年一度的玫瑰花車新年遊行，這個小鎮出名的主要原因是一座世界的大學——加州理工學院。本書所介紹的研究工作就完成在這個校園隻有一個小街區，卻有三十多位諾貝爾獎得主的學府裡。
本書的主要作者A. H. Zewail博士因為飛秒化學的工作而著名，諾貝爾獎委員會在表彰其成就時，介紹他的工作是用世界上快的相機為原子和分子的行為拍電影。Zewail博士做飛秒化學研究時所用的超快光譜技術並不能直接地“看到”原子和分子本身。在獲得諾貝爾獎之前的幾年，他的研究重點已經轉向使用電子作為探針，目的就是要直接地觀測到原子和分子的運動，真正地拍攝原子分子的電影。到我加入他的組裡做博士後時，超快光譜技術的實驗平臺已經被鎖在一個名為“博物館”的房間裡作紀念，整個組都在使用超快電子探測技術——超快電子衍射（ultrafast electron diffraction, UED）、超快電子晶體學（ultrafast electron crystallography, UEC）和超快電子顯微鏡（ultrafast electron microscopy,UEM），也就是本書所介紹的研究工作——四維電子顯微鏡。譯者序
制作原子分子電影的夢工場
帕薩迪納坐落在好萊塢東面二十來公裡處。與熱鬧的好萊塢相比，帕薩迪納是個安靜的小鎮，但也時不時會出現在好萊塢的電影作品裡。除了一年一度的玫瑰花車新年遊行，這個小鎮出名的主要原因是一座世界的大學——加州理工學院。本書所介紹的研究工作就完成在這個校園隻有一個小街區，卻有三十多位諾貝爾獎得主的學府裡。
本書的主要作者A. H. Zewail博士因為飛秒化學的工作而著名，諾貝爾獎委員會在表彰其成就時，介紹他的工作是用世界上快的相機為原子和分子的行為拍電影。Zewail博士做飛秒化學研究時所用的超快光譜技術並不能直接地“看到”原子和分子本身。在獲得諾貝爾獎之前的幾年，他的研究重點已經轉向使用電子作為探針，目的就是要直接地觀測到原子和分子的運動，真正地拍攝原子分子的電影。到我加入他的組裡做博士後時，超快光譜技術的實驗平臺已經被鎖在一個名為“博物館”的房間裡作紀念，整個組都在使用超快電子探測技術——超快電子衍射（ultrafast electron diffraction, UED）、超快電子晶體學（ultrafast electron crystallography, UEC）和超快電子顯微鏡（ultrafast electron microscopy,UEM），也就是本書所介紹的研究工作——四維電子顯微鏡。
四維電子顯微鏡的研究早在20世紀80年代就已經開始，但將這項技術加以發展並推廣到實際的研究應用裡，加州理工學院近十多年來在這方面的工作對此起到了關鍵作用。四維電子顯微鏡技術結合了電子顯微鏡的超高空間分辨和飛秒激光技術的超快時間分辨，真正具備了在三維空間與時間共四個維度裡直接觀測原子分子運動的能力，成為拍攝原子和分子運動過程的有力工具。這本書是對Zewail博士研究組在這項新穎技術裡多年探索的一次歸納。正如發展這項新技術所期待的，本書的內容也覆蓋了四維電子顯微鏡在物理、化學和生物領域裡各種不同研究中的應用。新穎的另一面是不成熟，這些初步探索中的部分內容和結論無疑會被以後更好的結果所取代，這是科學技術發展的規律，但這並不影響本書的價值。本書從基本的概念、實現的手段到具體的應用，都是研究四維電子顯微鏡技術的有益參考。
這本書印行面世之時駱清銘老師就熱忱地統籌並推動中文版的制作。我在本書成書前加入到Zewail博士的研究組，得以為書中的內容做了些微末的貢獻。有機會參與中文版的翻譯，並將它介紹給國內的科研同行和對科技發展前沿感興趣的讀者，我本人在高興之餘更是心感有幸，特別是因為我在離開加州理工學院之後回到國內還在同一領域繼續探索。如上面介紹，本書的內容涵蓋了多個學科方向，在翻譯的過程中我們針對不同的章節邀請了相關方向的老師來負責。書中各章節的譯者為：第1、2章為袁菁教授，第3章為周軍教授（舒俊提供了協助），第4章為高義華教授，第5、7章為陸培祥教授，第6章為我本人，第8章為曾紹群教授（吳景鵬、鄭廷提供了協助），後由我與仲鼕平教授進行了全書的審校。所以這本中文版是大家共同努力的成果。書中難免會存在翻譯的錯誤和疏漏，這主要是受制於水平的局限，相較之下時間和精力的因素倒是其次。
好萊塢的夢工場出品了不少好電影為我們帶來許多歡愉享受，同樣，利用在帕薩迪納發展壯大的四維電子顯微鏡技術，則可以建成制作原子分子電影的夢工場為我們帶來豐富的知識享受。目前，美國、德國、法國、瑞士、加拿大、日本、韓國，以及我國的多個國家的眾多研究組都在開展四維電子顯微鏡方面的研究工作。希望這本譯著對我們發展四維電子顯微鏡技術，研究原子和分子的運動有所幫助。

媒體評論

這一技術生成的繫列圖像是非凡的，不僅提供了前所未有的觀察分子和材料行為的手段，還使得從時間和空間尺度上直接觀察復雜的結構變化成為可能，這一成果將使我們找到理解分子和材料的根本性的新方法。
——加州理工化學與化學工程學院院長David Tirrell

觀測手段的提高對多個科學和技術領域的進展都有重要意義，Ahmed的這一開創性工作將領導新的科學和技術前沿。
——加州理工學院教務長Edward M.Stolpe

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