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郭瑜茹 等 著

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出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787502588823

商品编码：29729831035

包装：平装

出版时间：2006-07-01

基本信息

书名：光电子技术及其应用

定价：24.00元

作者：郭瑜茹 等

出版社：化学工业出版社

出版日期：2006-07-01

ISBN：9787502588823

字数：

页码：162

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.281kg

编辑推荐

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内容提要

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《光机电一体化丛书：光电子技术及其应用》内容涉及光电子技术中的各主要方面，包括基于光电子学原理的光电探测技术、光电探测应用系统实例、光纤通信技术、条形码技术、高技术战争中的激光武器、光电对抗技术、光电对抗系统与光电反对抗技术、军用激光技术和生物医学中的光电子技术。特别是，对于光电子在军事上的应用，作了一些理论分析并给出了相关系统的应用实例。《光机电一体化丛书：光电子技术及其应用》理论与实际密切结合，既有普及性和实用性，又具有一定深度，逻辑性强，配有大量图表，易于掌握和使用。《光机电一体化丛书：光电子技术及其应用》可供从事与光电子技术相关的系统（包括光电子信息系统、光电子通信系统、军用光电子系统等）应用和开发的技术人员使用，也可作为大专院校相关专业师生的教材和参考书。
《光机电一体化丛书：光电子技术及其应用》共分10章，比较全面地涵盖了光电子技术的各个主要方面。其中，章对光电子技术的基本内容作了概述；第2章介绍了光电探测技术的基本理论、主要探测器的工作原理和结构；第3章介绍了光电探测系统的应用典型实例，可更好地理解和掌握光电探测技术的实际应用；第4章着重介绍了构成光纤通信系统的关键部件即光纤、光发射机、光探测器和光放大器的性能特点及工作原理，并对光波波分复用多路光纤通信、相干光纤通信和全光通信系统的特点作了简要的介绍；第5章介绍了条形码技术的发展及其特点，讨论了条形码的编制方法，详细介绍了条形码系统的关键组成即条形码阅读器的工作原理、结构及功能等；第6章分析了激光武器在高技术战争中的发展趋势，讨论了激光武器的特点、类型、机理和应用，并介绍了它的典型应用；第7章介绍了光电对抗技术的基本理论，主要介绍了不同的光源侦察技术和对抗技术；第8章着重介绍了军用光电对抗系统的典型应用实例，并讨论了光电反对抗的方法；第9章从军用的角度，介绍了激光测距、激光雷达、激光导航、激光模拟器和激光通信等理论和方法；0章介绍了光电子技术在生物医学中的应用，主要内容包括光和生物组织的相互作用，生物医学检测与诊断和治疗的光学激光技术等。《光机电一体化丛书：光电子技术及其应用》尽量避免出现过于繁复冗长的公式导出过程，在内容深度和语言叙述方面力求面向不同层次的读者，并配有大量说明图表。

目录

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章 光电子技术概论1
1．1引言1
1．2光电子学和光电子技术简介1
1．3光电子技术与多学科技术的结合4
1．3．1光电子技术与信息技术的结合5
1．3．2光电子技术与通信技术的结合7
1．3．3光电子技术与生物科学和医用技术的结合8
1．3．4光电子技术与材料科学技术的结合9
1．3．5光电子技术与军事技术和武器装备技术的结合9
1．4光电子技术的发展与展望12

第2章 光电探测技术16
2．1引言16
2．2光电探测器17
2．2．1光敏电阻17
2．2．2光生伏特探测器21
2．2．3光电管23
2．2．4光电倍增管24
2．3红外探测器25
2．3．1红外探测器的分类25
2．3．2热探测器25
2．3．3光子探测器27

第3章 光电探测应用系统实例28
3．1引言28
3．2光电探测跟踪系统28
3．3红外搜索与跟踪系统29
3．3．1SAGEM旺皮尔（DIBV��1A）/旺皮尔MB（DIBV��2A）30
3．3．2SIRIUS（天狼星）31
3．3．3红外监视远程热像仪33
3．4潜艇光电潜望镜和光电桅杆33
3．4．186型战术光电桅杆34
3．4．2PMP光电桅杆系统34
3．4．3SERO 14/15光电潜望镜34
3．4．4CK038搜索潜望镜和CH088攻击潜望镜35
3．5光电成像探测系统36
3．5．1SeaFLIR光电吊舱36
3．5．2Mark Ⅱ光电吊舱38

第4章 光纤通信技术40
4．1引言40
4．2光纤和光缆41
4．2．1光纤和光缆的结构与分类41
4．2．2光纤的数值孔径NA42
4．2．3光纤中的模43
4．2．4光纤的损耗44
4．2．5光纤的色散46
4．3信息光电子器件47
4．3．1光发射机47
4．3．2光探测器50
4．3．3光放大器51
4．4光纤通信53
4．4．1光波波分复用多路光纤通信53
4．4．2相干光纤通信53
4．4．3全光通信系统54

第5章 条形码技术55
5．1引言55
5．2条形码技术发展概述55
5．3条形码技术及其特点56
5．4条形码的编制57
5．4．1条形码的基本概念及构成57
5．4．2条形码的种类58
5．4．3编码的基本原则及常用条形码码制58
5．5条形码阅读器61
5．5．1条形码阅读器的组成和工作原理61
5．5．2条形码符号的光学特性62
5．5．3光电扫描器的结构及功能62
5．5．4光电扫描器的种类65
5．5．5条形码扫描器的选择原则68

第6章 高技术战争中的激光应用70
6．1激光武器70
6．1．1激光武器的特点70
6．1．2激光武器的类型71
6．1．3高能激光武器72
6．1．4低能激光武器74
6．1．5激光武器的作战性能76
6．1．6激光武器的关键技术76
6．1．7激光破坏机理77
6．2激光制导78
6．2．1激光制导分类79
6．2．2激光制导特点80
6．2．3激光制导武器80
6．3激光武器的防护方法82
6．3．1主要空中目标抗高能激光防护技术82
6．3．2对激光致盲武器的防护措施84
6．4激光武器的未来研究和发展趋势85

第7章 光电对抗技术86
7．1引言86
7．2光电对抗的概念与分类86
7．2．1基本概念86
7．2．2基本分类88
7．2．3基本特性88
7．2．4发展趋势89
7．3光电侦察技术90
7．3．1激光侦察90
7．3．2激光雷达91
7．3．3红外侦察91
7．4光电告警技术92
7．4．1激光告警技术92
7．4．2红外告警技术94
7．4．3紫外告警技术96
7．4．4光电复合告警技术97
7．5光电干扰技术97
7．5．1烟幕干扰98
7．5．2红外干扰（诱饵）弹技术102
7．5．3红外干扰机技术107
7．5．4红外定向干扰技术108
7．5．5激光干扰技术110
7．5．6激光干扰机112
7．5．7综合干扰技术113

第8章 光电对抗系统与光电反对抗技术114
8．1引言114
8．2光电火控系统115
8．3TV/红外图像跟踪系统117
8．4红外告警系统118
8．5红外诱饵弹系统118
8．6红外干扰机系统120
8．7光电反侦察技术121
8．8光电反干扰技术121
8．8．1激光测距仪的反干扰措施121
8．8．2红外制导导弹的反干扰措施121
8．8．3制导武器的反干扰措施122
8．8．4辨别红外诱饵弹的方法122
8．8．5抑制掉红外诱饵弹的方法122
8．8．6红外成像制导导弹的抗干扰措施123
8．9红外辐射抑制技术123
8．10光电反干扰综合措施125
8．11光电隐身技术126
8．12激光防护127
8．12．1吸收型滤光镜128
8．12．2反射型滤光镜129
8．12．3复合型滤光镜129
8．12．4全息滤光片129
8．12．5可调谐滤光片129
8．12．6光能量限制器130
8．12．7光开关（快门）光学开关型滤光镜130
8．12．8抗激光材料131

第9章 军用激光技术132
9．1引言132
9．2激光特性与分类133
9．2．1激光的特性133
9．2．2激光器的分类134
9．3激光测距134
9．3．1激光测距的原理与分类135
9．3．2军用脉冲激光测距仪的应用136
9．4激光雷达137
9．4．1激光雷达的结构与特点138
9．4．2激光雷达的军事应用139
9．5激光导航140
9．5．1萨格奈克效应141
9．5．2激光陀螺141
9．5．3光纤陀螺141
9．6激光模拟器142
9．6．1激光模拟器工作原理142
9．6．2激光模拟器应用142
9．7激光通信142
9．7．1激光通信的原理143
9．7．2大气传输激光通信143
9．7．3卫星激光通信144
9．7．4光纤通信144
9．8发展趋势145

0章 生物医学中的光电子技术146
10．1引言146
10．2光与生物组织相互作用146
10．2．1生物组织的光学特性146
10．2．2光与生物组织相互作用148
10．2．3激光的安全防护151
10．3生物医学常用的检测、诊断和治疗的光电子技术154
10．3．1生物超弱发光成像154
10．3．2激光扫描共焦显微技术154
10．3．3光学相干层析技术154
10．3．4生物系统的诱导发光154
10．3．5激光光镊技术154
10．3．6用激光加速识别DNA155
10．3．7激光挑选癌细胞155
10．3．8细胞快速分析识别155
10．3．9激光喇曼光谱分析技术155
10．3．10激光散射技术155
10．3．11激光光声光谱技术155
10．3．12激光微探针技术155
10．3．13激光超短脉冲技术155
10．3．14激光微束照射与细胞融合术155
10．3．15激光散斑技术155
10．3．16激光全息技术156
10．3．17激光流动细胞计数技术156
10．4光电子和激光治疗技术156
10．4．1光热疗法156
10．4．2冷光疗法157
10．4．3光分裂法157
10．4．4光化疗法157
10．4．5低功率激光疗法157
10．5光电子和激光治疗的主要应用157
10．5．1激光在口腔科应用157
10．5．2激光在眼科应用157
10．5．3激光在心脏病学中应用157
10．5．4激光针灸治疗术158
10．5．5激光采血器和注射器158
10．5．6激光美容158
10．6激光加工生物组织和生物材料159
参考文献161

作者介绍

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文摘

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序言

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《微纳加工与精密测量：前沿技术探索》 内容概述 《微纳加工与精密测量：前沿技术探索》一书深度聚焦于当前科技领域中至关重要的两个分支——微纳加工技术和精密测量技术。本书并非简单罗列已有知识，而是以一种前瞻性的视角，深入剖析了这两个领域在理论基础、核心工艺、关键设备以及前沿应用等方面的发展脉络与未来趋势。全书力求在严谨的学术性与生动的实践性之间取得平衡，旨在为从事相关研究、开发、生产以及教学工作的专业人士、研究生以及对该领域充满兴趣的读者提供一份全面而深入的参考。 第一部分：微纳加工技术——微观世界的雕刻艺术 微纳加工技术是实现微小结构制造的基石，其发展水平直接关系到电子、通信、医疗、能源等众多高科技产业的进步。本书的第一部分将从最基础的原理出发，逐步深入到当前最先进的加工方法。 微纳加工基础理论与材料： 尺寸效应与表面效应： 详细阐述在微纳尺度下，材料的宏观物理性质如何发生显著变化，以及表面积与体积比的增大对材料性能的影响。这将为理解后续加工工艺的独特性奠定理论基础。 常用微纳材料： 深入介绍半导体材料（如硅、砷化镓）、压电陶瓷、高分子材料、金属薄膜、陶瓷以及新型纳米材料（如石墨烯、碳纳米管）在微纳加工中的应用特性、优缺点及选择依据。 微纳加工的基本过程： 系统梳理了微纳加工中的基本单元操作，包括薄膜沉积（物理气相沉积PVD、化学气相沉积CVD）、刻蚀（干法刻蚀，如等离子刻蚀、反应离子刻蚀RIE；湿法刻蚀）、光刻（接触式、接近式、步进式、扫描式）、掺杂、键合、表面处理等，并对每种工艺的原理、适用范围、分辨率及工艺参数控制进行详细讲解。 先进微纳加工技术： 光学微纳加工： 深紫外（DUV）光刻与极紫外（EUV）光刻： 重点分析DUV和EUV光刻技术在提高分辨率、缩小特征尺寸方面的关键技术突破，包括光源技术、掩模版技术、光学系统设计以及光刻胶的研发。 纳米压印光刻（NIL）： 探讨NIL技术以其高分辨率、低成本、大面积复制的优势，在制造纳米结构、光学器件、生物芯片等领域的应用潜力。 电子束光刻（EBL）与聚焦离子束（FIB）： 详细介绍EBL在超高分辨率图形绘制方面的能力，以及FIB在纳米区域加工、缺陷分析和样品制备中的独特作用。 非光学微纳加工： 微型3D打印（增材制造）： 介绍光固化（SLA）、数字光处理（DLP）、双光子聚合（TPP）等微型3D打印技术，以及其在制造复杂三维微结构、微流控器件、生物支架等方面的应用。 微机电系统（MEMS）加工： 深入讲解MEMS器件的设计、制造流程，包括体硅工艺、表面硅工艺、薄膜微加工技术，以及各种MEMS传感器（如加速度计、陀螺仪、压力传感器）和执行器（如微马达、微泵）的典型制造方法。 纳米制造技术： 涵盖自组装、纳米线/纳米管生长、球形纳米颗粒模板化等新兴纳米制造技术，并探讨其在新型功能材料和器件开发中的应用。 微纳加工中的挑战与发展趋势： 关键挑战： 讨论在微纳加工过程中面临的精度控制、良品率、成本、材料兼容性、环境污染等问题。 未来发展方向： 展望智能化、自动化、绿色环保的微纳加工技术，以及与其他学科（如生物学、材料科学）的交叉融合，孕育新的制造模式和应用领域。 第二部分：精密测量技术——洞察毫厘之间的智慧 精密测量是理解、控制和优化微纳加工成果的关键环节。本部分将聚焦于能够精确表征微观世界尺寸、形貌、成分和功能的各种测量技术。 精密测量基础理论与方法： 测量不确定度与误差分析： 阐述测量误差的来源、分类及不确定度的评定方法，强调在精密测量中理解和控制不确定度的重要性。 计量学基础： 介绍长度、角度、平面度、粗糙度等基本几何量测量的原理和标准。 信号处理与数据分析： 探讨如何有效地处理和分析测量过程中产生的海量数据，提取有用信息，识别趋势和异常。 先进精密测量技术： 光学测量技术： 干涉测量： 详细介绍迈克尔逊干涉仪、菲索干涉仪、白光干涉仪等，以及它们在测量表面形貌、厚度、折射率等方面的应用。 激光测量： 阐述激光位移传感器、激光扫描显微镜（LSM）、共聚焦显微镜在三维形貌测量、表面质量检测中的原理和优势。 白光干涉测量（WLI）： 重点介绍WLI技术，包括其工作原理、数据采集与处理流程，以及在微纳表面形貌、表面粗糙度、三维形貌测量中的高精度应用。 结构光测量： 讲解通过投射已知图案光并分析变形来获取三维信息的原理，及其在快速三维扫描中的应用。 扫描探针显微镜（SPM）技术： 原子力显微镜（AFM）： 深入解析AFM的工作原理，包括接触模式、非接触模式、轻敲模式，以及其在获取纳米尺度表面形貌、局部物性（如摩擦力、导电性、磁力）信息方面的强大能力。 扫描隧道显微镜（STM）： 介绍STM如何利用量子隧道效应实现原子尺度的表面成像和操纵，并讨论其在表面科学研究中的关键作用。 电子显微镜技术： 扫描电子显微镜（SEM）： 讲解SEM利用电子束与样品相互作用产生二次电子、背散射电子等信号来成像的原理，以及其在高分辨率形貌观察、成分分析（通过EDX/EDS）方面的应用。 透射电子显微镜（TEM）： 介绍TEM利用电子束穿过薄样品成像的原理，以及其在观察材料内部微观结构、晶体缺陷、高分辨率成像方面的独特优势。 三维测量技术： 坐标测量机（CMM）： 介绍CMM的基本结构、工作原理以及在高精度尺寸、形状和位置测量中的应用。 三维扫描仪： 总结激光扫描、结构光扫描、摄影测量等不同类型三维扫描仪的工作原理和适用范围。 其他精密测量技术： X射线衍射（XRD）： 介绍XRD在材料晶体结构分析、相鉴定、晶粒尺寸测量中的应用。 光谱分析技术： 简要介绍能量色散X射线光谱（EDX/EDS）、波长色散X射线光谱（WDX/WDS）、拉曼光谱、红外光谱等在材料成分和化学状态分析中的应用。 精密测量在微纳领域中的挑战与发展趋势： 关键挑战： 探讨在微纳尺度下面临的测量精度极限、样品的损伤、测量速度、环境因素（如振动、温度）的影响以及数据处理的复杂性。 未来发展方向： 展望无损、在线、实时、高通量、多功能集成的精密测量技术，以及与人工智能、大数据相结合的智能化测量与决策系统。 第三部分：交叉应用与未来展望 本书的第三部分将重点探讨微纳加工与精密测量技术如何深度融合，共同驱动各个领域的创新发展，并对未来发展趋势进行前瞻性思考。 微纳加工与精密测量的协同作用： 设计-制造-测量反馈闭环： 强调精密测量在验证微纳加工成果、优化工艺参数、提升产品良率方面不可或缺的作用，形成高效的设计-制造-测量反馈闭环。 微纳器件的性能表征： 阐述精密测量技术如何用于表征微纳电子器件、微流控芯片、微光学元件、MEMS器件等的核心性能参数。 前沿应用领域深度剖析： 半导体与集成电路： 探讨光刻、刻蚀、薄膜沉积等微纳加工技术在制造先进芯片中的关键作用，以及电子显微镜、扫描探针显微镜等精密测量技术在芯片缺陷检测、失效分析、性能评估中的应用。 生物医学工程： 介绍微流控芯片、生物传感器、微型药物递送系统等微纳器件的设计与制造，以及AFM、SPM等在细胞成像、分子识别、生物界面研究中的应用。 光学与光子学： 探讨微纳光学器件（如光栅、超表面、光子晶体）的制造，以及光学测量技术在表征其光学性能、表面形貌方面的应用。 先进材料科学： 介绍微纳加工技术如何用于制备新型纳米材料、功能薄膜，以及各种显微镜和谱学技术如何用于研究这些材料的微观结构、物性与性能。 航空航天与汽车工业： 讨论微纳传感器、微驱动器在这些领域中的应用，以及精密测量技术在关键零部件制造中的重要性。 未来展望与挑战： 智能化与自动化： 预测微纳加工和精密测量将更加智能化，通过AI和大数据实现工艺的自适应优化和测量过程的自动化。 绿色与可持续发展： 探讨如何开发更环保的加工工艺，减少能源消耗和废弃物产生。 与其他学科的深度融合： 展望微纳技术与生命科学、化学、物理学等学科的更紧密结合，催生颠覆性的技术和产品。 人才培养与技术普及： 强调培养具备跨学科知识的复合型人才，以及推动微纳技术在更广泛领域的应用和普及。 《微纳加工与精密测量：前沿技术探索》一书，通过对这两个关键技术领域的深入挖掘和前瞻性分析，旨在为读者构建一个清晰、全面且富有洞察力的知识体系。本书不仅是对现有技术的总结，更是对未来科技发展方向的一次深度探索，期望能激发读者更多的创新灵感和研究热情。

评分☆☆☆☆☆

从应用的角度来看，这本书对“新兴应用”的覆盖显得十分陈旧和牵强。虽然作者在章节末尾试图追赶最新的技术潮流，提到了如光计算、LiDAR等热点领域，但其论述停留在概念介绍层面，缺乏对现有技术瓶颈和未来发展方向的深入洞察。例如，在讨论固态LiDAR的相控阵技术时，书中仅仅描述了光束偏转的基本原理，却完全没有触及实际集成中面临的相位控制精度、热效应管理、以及大规模阵列的驱动复杂性等核心工程难题。对于光计算，书中对硅光子集成电路（PICs）的潜力评估过于乐观，而对光子-电子接口的功耗瓶颈、光子开关的集成密度问题避而不谈。这种“撒胡椒面”式的介绍，让读者感觉作者对这些前沿领域的实际研发情况并不熟悉，所提供的信息更像是几年前的新闻通稿的学术化重述，缺乏一线研发人员的真知灼见。

评分☆☆☆☆☆

我花了大量时间去研读这本书中关于调制器和解调器的章节，深感其内容处理的深度远远无法满足对高速光信号处理有要求的工程师。书中对马赫-曾德尔调制器（MZM）的讨论，仅仅停留在对其结构图的描绘和基本原理的简单阐述上，比如对电光效应的提及，完全没有深入到小信号模型下的线性化处理、噪声敏感度分析，更不用提如何针对特定偏置点进行线性化补偿的实际工程考量。对于高速数字信号的传输误差分析，这本书几乎没有涉及，这在光通信领域是至关重要的环节。我特别留意了关于光接收机灵敏度的章节，期望能看到最新的雪崩光电二极管（APD）或雪崩光电二极管（SPAD）的噪声系数计算模型，但书中给出的仅仅是基于经典理论的简化模型，对量子噪声、暗电流噪声的权重分配处理得过于保守和模糊。读完这些章节后，我不得不去查阅更多的专业文献来填补这些关键的理论空白，这大大降低了本书作为核心教材的价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图示设计，简直是灾难性的。如果说内容是骨架，那么图表就是支撑理解的血肉，但这本书的图表质量令人无法恭维。许多关键的光学结构示意图，比如波导器件的横截面图，线条模糊不清，标注的尺寸和材料参数几乎难以辨认，仿佛是用上世纪的低分辨率扫描仪处理的。更令人费心的是，文字描述与图示的对应性极差，经常出现正文中提到的某个关键参数在图上找不到对应的符号，或者符号的定义在不同的章节中存在不一致的情况。举个例子，在讨论激光二极管的远场辐射特性时，附带的图例展示了典型的双瓣结构，但轴向和横向的发散角数据竟然与所描述的典型工作状态参数严重矛盾。这种低水准的制图质量，严重阻碍了对物理过程的直观理解，使得原本复杂的概念理解难度倍增，迫使读者必须花费双倍的精力去“反向工程”作者试图表达的物理模型。

评分☆☆☆☆☆

这本名为《光电子技术及其应用》的书籍，在我看来，更像是一本宏大叙事下的技术“扫盲手册”，而非深度钻研的专业工具书。它的开篇部分，对于光电子这个交叉学科的背景介绍，着墨颇多，试图将半导体物理、光学基础、以及电子工程的诸多概念融会贯通。读起来，感觉作者的野心很大，想让一个完全没有基础的工程小白也能窥得其门径。可惜的是，这种面面俱到的处理方式，导致在关键的器件原理部分，比如PIN光电二极管的响应机制，或者激光器的阈值增益条件推导上，往往只是点到为止，给出的公式推导过程过于简化，缺乏严谨的数学逻辑支撑。这对于期望通过这本书建立扎实理论框架的读者来说，无疑是一种煎熬。书中花费了大量篇幅描述各种应用实例，从光纤通信到光存储，再到光传感器，这些案例的罗列虽然丰富了视野，但叙述上略显零散，缺乏一个清晰的内在联系或发展脉络，更像是技术趋势的“锦集”，而不是系统性的学习路径。整体而言，它更适合作为技术研讨会前的背景知识预习材料，而非工程实践中的案头常备。

评分☆☆☆☆☆

这本书的习题部分，是我认为最为敷衍和不负责任的环节。一本优秀的教材，习题应当是检验和巩固知识的阶梯，从易到难，层层递进，引导学生进行深入的思考和计算。然而，《光电子技术及其应用》中的习题设置极其简单粗暴，大多是概念性的填空题或要求直接套用公式的计算题，完全没有涉及跨章节知识的综合应用。例如，在学习完光纤损耗和色散的理论后，配套的习题竟然只要求背诵几个特定的数值，而没有一道要求计算特定带宽和距离下的系统色散容限。更甚者，书后附带的参考答案错误率高得惊人，我核对了其中三道相对复杂的半导体器件效率计算题，发现其最终结果与我基于书中提供模型推导的答案存在显著偏差，且无法通过逻辑校正来解释。这种低质量的习题和错误的答案，不仅未能帮助学习，反而可能误导读者形成错误的解题习惯和物理认知。