声辐射力与力矩是实现粒子精准操控的重要物理基础，在生物医学、航天工程、材料科学等领域受到广泛关注。本书首先介绍声辐射力与力矩的主要应用和研究方法，分析声辐射力与力矩、声悬浮与物性参数反演等方面的国内外研究历史与现状，阐述声辐射力与力矩的基本原理和计算方法。在此基础上，利用部分波展开法研究自由空间和边界附近各类粒子在各类声场作用下的声辐射力与力矩，并从多角度系统分析负向声辐射力的产生机理。声悬浮是声辐射力和力矩的重要应用场景。为此，本书基于势函数方法讨论驻波场中单悬浮粒子的声辐射力和动力学特性，通过实验观测验证本征振动频率的计算结果，并推广到驻波场中双悬浮粒子的情形。最后，本书还对声辐射力和电磁辐射力这两种物理现象进行适当的类比研究，并简要介绍电磁辐射力和力矩的基本理论和计算方法。 本书可作为高等院校声学等相关专业高年级本科生和研究生的教材，也可供相关专业领域的科研和技术人员参考。

第1章 绪论
1.1 引言
1.2 声辐射力和力矩的主要应用
1.3 声辐射力和力矩的主要研究方法
1.4 声辐射力和力矩的研究历史与现状
1.4.1 声辐射力及其计算
1.4.2 声辐射力矩及其计算
1.5 声悬浮与物性参数反演
1.6 本章小结
第2章 声辐射力和力矩的基本理论
2.1 引言
2.2 理想流体中声波的基本方程
2.3 声辐射力的基本公式
2.3.1 基于二阶声压的声辐射力计算公式
2.3.2 基于声辐射应力张量的声辐射力计算公式
2.4 声辐射力矩的基本公式
2.4.1 基于二阶声压的声辐射力矩计算公式
2.4.2 基于声辐射应力张量的声辐射力矩计算公式
2.5 声辐射力的基本分类
2.6 本章小结
第3章 自由空间中粒子的声辐射力
3.1 引言
3.2 基于波形系数的声辐射力计算公式
3.3 无限长圆柱形粒子和球形粒子的声辐射力
3.3.1 平面波作用下的声辐射力
3.3.2 Gauss波作用下的声辐射力
3.3.3 Bessel波作用下的声辐射力
3.4 无限长弹性圆柱壳和弹性球壳的声辐射力
3.4.1 平面波作用下的声辐射力
3.4.2 Gauss波作用下的声辐射力
3.4.3 Bessel波作用下的声辐射力
3.5 无限长椭圆柱形粒子和椭球形粒子的声辐射力
3.5.1 平面波作用下的声辐射力
3.5.2 Gauss波作用下的声辐射力
3.5.3 Bessel波作用下的声辐射力
3.6 本章小结
第4章 自由空间中粒子的声辐射力矩
4.1 引言
4.2 基于波形系数的声辐射力矩计算公式
4.3 无限长圆柱形粒子和球形粒子的声辐射力矩
4.3.1 Gauss波作用下的声辐射力矩
4.3.2 Bessel波作用下的声辐射力矩
4.4 无限长弹性圆柱壳和弹性球壳的声辐射力矩
4.4.1 Gauss波作用下的声辐射力矩
4.4.2 Bessel波作用下的声辐射力矩
4.5 无限长椭圆柱形粒子和椭球形粒子的声辐射力矩
4.5.1 平面波作用下的声辐射力矩
4.5.2 Gauss波作用下的声辐射力矩
4.5.3 Bessel波作用下的声辐射力矩
4.6 声辐射力矩和声吸收的关系
4.7 声辐射力矩的基本分类
4.8 本章小结
第5章 阻抗边界附近粒子的声辐射力
5.1 引言
5.2 基于波形系数的阻抗边界附近粒子的声辐射力计算公式
5.3 阻抗边界附近无限长圆柱形粒子和球形粒子的声辐射力
5.3.1 平面波作用下的声辐射力
5.3.2 Gauss波作用下的声辐射力
5.3.3 Bessel波作用下的声辐射力
5.4 阻抗边界附近无限长弹性圆柱壳和弹性球壳的声辐射力
5.4.1 平面波作用下的声辐射力
5.4.2 Gauss波作用下的声辐射力
5.4.3 Bessel波作用下的声辐射力
5.5 本章小结
第6章 阻抗边界附近粒子的声辐射力矩
6.1 引言
6.2 基于波形系数的阻抗边界附近粒子的声辐射力矩计算公式
6.3 阻抗边界附近无限长圆柱形粒子和球形粒子的声辐射力矩
6.3.1 Gauss波作用下的声辐射力矩
6.3.2 Bessel波作用下的声辐射力矩
6.4 阻抗边界附近无限长弹性圆柱壳和弹性球壳的声辐射力矩
6.4.1 Gauss波作用下的声辐射力矩
6.4.2 Bessel波作用下的声辐射力矩
6.5 本章小结
第7章 负向声辐射力的多角度分析
7.1 引言
7.2 从声功率到负向声辐射力
7.2.1 声散射过程中的能量传递
7.2.2 基于声能流密度矢量的声辐射力表达式
7.2.3 负向声辐射力的产生
7.2.4 流体黏性对负向声辐射力的影响
7.2.5 偏心特性对负向声辐射力的影响
7.3 从部分波到负向声辐射力
7.4 从声能流密度矢量到负向声辐射力
7.5 本章小结
第8章 驻波场中单悬浮粒子的动力学分析与物性参数反演
8.1 引言
8.2 驻波场中悬浮小球的动力学特性
8.2.1 基本模型
8.2.2 平面驻波场中悬浮小球的动力学特性
8.2.3 Gauss驻波场中悬浮小球的动力学特性
8.2.4 Bessel驻波场中悬浮小球的动力学特性
8.2.5 任意驻波场中悬浮小球的动力学特性
8.3 基于驻波场悬浮小球动力学特性的密度反演
8.3.1 实验系统
8.3.2 实验过程
8.3.3 实验结果
8.4 本章小结
第9章 驻波场中双悬浮粒子的动力学分析
9.1 引言
9.2 理论计算
9.2.1 基本模型
9.2.2 Gauss驻波场中悬浮小球的初级声辐射力
9.2.3 Gauss驻波场中悬浮小球的次级声辐射力
9.3 算例分析
9.3.1 双悬浮刚性球在Gauss驻波场中的动力学特性
9.3.2 双悬浮气泡在Gauss驻波场中的动力学特性
9.4 本章小结
第10章 声辐射力与电磁辐射力的类比
10.1 引言
10.2 电磁场与声场的物质性类比
10.2.1 电磁场与声场的基本方程
10.2.2 电磁场与声场的能量与能流
10.2.3 电磁场与声场的动量与动量流
10.2.4 电磁场与声场的“波函数”与角动量
10.2.5 电磁场与声场的类比总结