生物光子辐射是一个普遍的生命现象，存在于各种动物、植物、藻类及微生物系统之中。生物光子学是一门新兴的交叉学科，涉及分子生物学、生物化学、量子光学、非平衡统计物理学、信息论以及光电探测理论等。本书在介绍生物光子辐射基本概念的基础上，系统阐述了生物光子辐射的相干性理论、量子理论、半经典理论及生物光子统计理论，并全面介绍了生物光子检测技术在食品安全与质量检验、水质分析与环境监测、医疗科技、药物性能和效力的研究及农业科学等领域的应用。本书还进一步讨论了声致发光和电化学发光的理论、实验及应用。
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第1章 生物光子学概论1
1.1什么是生物光子？1
1.2生物光子学研究进展3
1.3生物光子辐射的探测5
1.4生物光子辐射的基本特征6
1.5生物光子分析技术应用简介9
参考文献11
第2章 生物光子辐射的相干性理论19
2.1引言19
2.2相干性理论的物理基础19
2.3Popp的constant规律21
2.4延迟发光的双曲性弛豫24
2.5生物光子辐射的合作性26
2.6生命态的有序性分析29
参考文献32
第3章 生物光子辐射的量子理论34
3.1引言：合作效应与合作辐射34
3.2三能级系统的exciplex模型36
3.2.1理论建立的实验基础36
3.2.2系统的哈密顿和主方程37
3.2.3系统的耦合运动方程39
3.2.4密度算子的稳态解43
3.3生物分子的激发态47
3.4发射强度52
3.5强度关联54
3.6量子熵57
3.7谱分布60
3.8系统的无反转运行65
3.9系统的动力学67
3.9.1激发态动力学方程68
3.9.2合作辐射：超辐射71
3.9.3合作辐射：超荧光73
3.10理论与实验结果的比较78
3.11应用举例85
3.12结论86
参考文献87
第4章生物光子辐射与组织序91
4.1引言91
4.2系统的序参量91
4.3序增长的确定性动力学93
4.4序增长的统计学处理96
4.5序增长的信息论描述101
4.6生物光子辐射作为组织序的度量104
4.7结论106
参考文献107
第5章 生物光子辖射与相变108
5.1引言108
5.2动力学方程及其稳态解109
5.3福克-普朗克方程及其稳态分布110
5.4噪声诱导的相变111
5.4.1范德瓦耳斯方程111
5.4.2分布函数113
5.4.3势函数120
5.5生物光子辐射中的相变迹象126
5.6结论128
参考文献129
第6章 生物光子辐射的半经典理论130
6.1麦克斯韦-布洛赫方程130
6.2超突光133
6.2.1单脉冲超荧光134
6.2.2压缩效应135
6.2.3横向效应135
6.3光学孤立子136
6.3.1孤立子的特征136
6.3.2生物光子辐射的“透明性”138
6.4干涉效应140
6.4.1Sine~Gordon方程的线性近似140
6.4.2生物光子辐射的“干涉”现象141
6.4.3生物群体干涉现象的理论描述141
6.5绝热辐射场144
6.5.1场方程144
6.5.2含时解与稳态解145
6.5.3噪声诱导的稳态漂移146
6.6相变现象149
6.6.1“驱动场”与“压强”149
6.6.2光学双稳性150
6.6.3辐射场的熵152
6.7洛伦兹模型153
6.8结论154
参考文献155
第7章 生物光子辐射与量子干涉现象156
7.1引言：杨氏干涉的量子对应现象156
7.2N个相干态叠加的一般性表述158
7.3宏观可区分的相干态的量子干涉160
7.4非经典生物光子辐射的迹象168
7.5结论169
参考文献169
第8章 非经典光与生物光子统计171
8.1引言：非经典光的基本特征171
8.2生物光子场与DNA声子库的相互作用173
8.3“薛定愕猫”态的动力学175
8.3.1密度算子的含时解175
8.3.2辐射场的一般性质176
8.3.3量子熵178
8.3.4Wehrl摘180
8.3.5光子统计熵182
8.4实验：生物光子统计性质的测量186
8.4.1仪器、样品、测量186
8.4.2数据分析187
8.4.3结果与讨论188
8.5光子统计熵方法的优点191
8.6转基因种子的光子统计性质194
8.7结论195
参考文献196
第9章 声致发光的量子理论198
9.1引言198
9.2同步皮秒声致发光的实验研究综述198
9.3光子与声子相互作用的量子理论：斯托克斯模式201
9.4光子与声子相互作用的量子理论：反斯托克斯模式208
9.5实验现象的解释与描述213
9.5.1气泡的声致发光213
9.5.2水藻Chlorella的异常延迟发光214
9.6结论217
参考文献217
第10章 电化学发光：理论、实验、应用219
10.1引言219
10.2电化学发光的机制与理论描述220
10.2.1电化学发光的机制220
10.2.2电化学发光的非线性理论221
10.2.3理论结果与实验观察的比较226
10.3实验装置与测量程序231
10.4电化学发光的原理性实验231
10.4.1各种因素对发光的影响231
10.4.2瞬态弛豫与瞬态激发234
10.4.3多次激发与单次激发234
10.5电化学发光技术的优点237
10.6电化学发光技术的应用举例241
10.6.1各种水的测量与分析242
10.6.2饮料性质的测量245
10.6.3酒的特征值测量246
10.6.4药剂性能和效力的测量247
10.6.5在医疗科技领域的应用248
10.6.6有机物污染的测量249
10.7结论250
参考文献251
第11章微生物系统的电化学发光253
11.1引言253
11.2微生物系统电化学发光的理论描述254
11.2.1开放电化学系统的动力学254
11.2.2发光参数对微生物浓度的依赖性256
11.3实验：细菌计数与光子计数259
11.4测量和结果261
11.4.1自来水中的细菌测量261
11.4.2细菌自发繁殖的测量263
11.4.3低浓度细菌系统的测量264
11.5电化学发光技术在微生物学中的应用270
11.5.1细菌增长率的测量270
11.5.2细菌活性的显示272
11.5.3细菌形状因子的估算272
11.5.4其他可能的应用274
11.6结论274
参考文献275
第12章 生物光子检测技术的应用276
12.1引言276
12.2食品安全及质量检验277
12.2.1食品的安全检验278
12.2.2食品质量的快速灵敏检测279
12.2.3食品新鮮度的测量281
12.2.4食品质量的“预报”281
12.2.5应用举例：食用油的检测284
12.3水质量的生物指示剂检测法289
12.3.1原理和操作289
12.3.2应用举例290
12.4种子质量的测量与分析292
12.4.1发芽率的快速测定292
12.4.2含油量的快速测定295
12.4.3转基因种子的识别297
12.5植物生理特性的检测298
12.6药品性能的检测及药物“筛选”303
12.6.1药品对有机体作用的生物光子显示303
12.6.2癌症患者最佳药物的选择305
12.6.3生物药品的测量307
12.6.4毒品的检测与识别308
12.7化妆品原料及化妆品的检测310
12.8临床应用与人体健康状态的指示313
12.8.1临床应用313
12.8.2人体健康状态的指示314
12.9结论319
参考文献319
索引320
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