光学

本书是教育部“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划”的研究成果，是面向21世纪课程教材和普通高等教育“九五”规划教材. 全书对传统教学内容进行了精选、整合和重构，将光学的近代发展纳入基础内容，将新观点、新技术、新方法和传统内容有机结合，既注重理论也重视应用，体现了物理教学“宽专业、厚基础、高科技”的原则，内容讲述由浅入深、循序渐进、体系完整、概念清晰. 全书包括几何光学、光波场的描述、光的干涉、光的衍射、光的偏振、成像仪器与光谱仪、光源和光探测器、非线性光学等内容.

本书可作为物理类专业课程的教材，也可供有关专业的学生和教师参考.

目录
- 前辅文
- 引　言
- 第一章　几何光学
  - §1　几何光学的基本定律和费马原理
    - 1.1　基本定律
    - 1.2　费马(Fermat原理
  - §2　成像的基本概念
    - 2.1　物和像
    - 2.2　理想光学系统　物像之间的共轭性
    - 2.3　物像之间的等光程性
  - §3　傍轴条件下的单球面折射成像
    - 3.1　傍轴条件
    - 3.2　符号规则
    - 3.3　傍轴球面折射的物像关系式
    - 3.4　放大率
  - §4　薄透镜的成像公式和放大率
  - §5　共轴球面系统
  - §6　光学系统中的光阑
    - 6.1　孔径光阑　入射光瞳和出射光瞳
    - 6.2　视场光阑　入射窗和出射窗
    - 6.3　光阑与景深
    - 6.4　相对孔径和f数
  - §7　像差
    - 7.1　几何像差　波像差
    - 7.2　球差
    - 7.3　彗差
    - 7.4　像散
    - 7.5　像场弯曲(场曲
    - 7.6　畸变
    - 7.7　色差
    - *7.8　齐明点(不晕点　油浸物镜
    - 习题与思考题
- 第二章　光波场的描述
  - §1　简谐波的数学描述
    - 1.1　一维平面简谐波
    - 1.2　三维平面简谐波
    - 1.3　球面波　傍轴近似和远场近似
  - §2　波动方程和叠加原理
  - §3　傅里叶(Fourier分析
    - 3.1　傅里叶级数
    - 3.2　傅里叶积分
  - §4　光波是电磁波
  - §5　光的偏振态
    - 5.1　光的偏振态
    - 5.2　两个频率相同、振动方向互相垂直的简谐波的叠加
    - 习题与思考题
- 第三章　光通过各向同性介质及其界面所发生的现象
  - §1　光在各向同性介质界面上的反射和折射
    - 1.1　菲涅耳反射折射公式
    - 1.2　振幅反射(透射比　相位跃变(相移
    - 1.3　反射率和透射率
    - 1.4　布儒斯特(Brewster定律
    - 1.5　反射光与折射光的偏振态
    - *1.6　全反射与隐失波(近场光学
    - *1.7　受抑全反射(光子隧道效应
  - §2　光的吸收
  - §3　光的色散
    - 3.1　正常色散和反常色散
    - 3.2　群速度
  - §4　光的散射
    - 4.1　非纯净介质中的光散射
    - 4.2　纯净介质中的分子散射
    - *4.3　拉曼(Raman散射
    - *4.4　布里渊(Brillouin散射
    - *4.5　康普顿(Compton散射
    - 习题与思考题
- 第四章　光的干涉
  - §1　相干光
    - 1.1　相干条件和相干叠加
    - 1.2　非相干叠加
    - 1.3　相干光的获得
  - §2　杨氏(Young实验
    - 2.1　实验装置与光强分布
    - 2.2　干涉条纹的形状和间距
    - 2.3　干涉条纹的可见度
    - 2.4　光源宽度对条纹可见度的影响　空间相干性
    - 2.5　光源的非单色性对可见度的影响　时间相干性
  - §3　薄膜干涉
    - 3.1　干涉条纹的定域
    - 3.2　等倾干涉
    - 3.3　等厚干涉
    - 3.4　透射光的干涉条纹
  - §4　迈克耳孙(Michelson干涉仪
  - §5　法布里-珀罗(Fabry-Perot干涉仪
  - *§6　激光谐振腔的选模原理
  - §7　光学薄膜
    - 7.1　单层增透膜和增反膜
    - 7.2　多层介质高反射膜
    - 7.3　干涉滤光片
    - 习题与思考题
- 第五章　光的衍射
  - §1　光的衍射现象
  - §2　惠更斯-菲涅耳(Huygens-Fresnel原理
  - §3　衍射现象分类
    - 3.1　初步近似(傍轴近似
    - 3.2　菲涅耳(Fresnel衍射
    - 3.3　夫琅禾费(Fraunhofer衍射
  - §4　夫琅禾费衍射实现屏函数的傅里叶变换
  - §5　夫琅禾费正弦光栅衍射
    - 5.1　正弦光栅的衍射特性
    - *5.2　超高频衍射产生的隐失波
  - §6　夫琅禾费单缝、矩形孔和圆孔衍射
    - 6.1　实验装置和现象
    - 6.2　单缝衍射的光强分布公式
    - 6.3　振幅矢量图解法
    - 6.4　单缝衍射图样的主要特征
    - 6.5　矩形孔衍射
    - 6.6　夫琅禾费圆孔衍射
    - 6.7　瑞利(Rayleigh判据
  - §7　夫琅禾费多缝衍射
    - 7.1　多缝衍射光强分布公式
    - 7.2　多缝衍射图样的主要特征
    - 7.3　衍射光栅的分光原理
    - 7.4　闪耀光栅
  - §8　菲涅耳圆孔和圆屏衍射
    - 8.1　点光源菲涅耳圆孔衍射
    - 8.2　菲涅耳波带片
    - 8.3　点光源菲涅耳圆屏衍射
  - §9　巴比涅(Babinet原理
    - 习题与思考题
- 第六章　成像仪器与光谱仪
  - §1　放大镜
    - 1.1　人眼的视角和最小可分辨角
    - 1.2　放大镜的视角放大率
  - §2　显微镜
    - 2.1　显微镜的放大原理
    - 2.2　显微镜的分辨本领
    - *2.3　扫描探针显微术(SPM
  - §3　望远镜
    - 3.1　望远镜的放大率和分辨本领
    - 3.2　光学发射望远镜(激光扩束器
    - *3.3　自适应光学与主动光学
    - *3.4　太空望远镜
  - §4　光谱仪器分类和基本性能
    - 4.1　光谱仪器分类
    - 4.2　色散光谱仪的基本性能参量
  - §5　棱镜、光栅和F-P干涉仪的分光性能
    - 5.1　棱镜光谱仪
    - 5.2　光栅光谱仪
    - 5.3　法布里-珀罗干涉仪
  - *§6　傅里叶变换光谱仪
    - 6.1　基本原理
    - 6.2　傅里叶变换光谱仪的特点
    - 习题与思考题
- 第七章　空间频率滤波与全息术
  - §1　阿贝(Abbe成像原理
    - 1.1　阿贝成像原理
    - 1.2　阿贝-波特实验
  - §2　空间频率滤波
  - §3　全息术
    - 3.1　全息术概论
    - 3.2　全息照相的基本原理
    - *3.3　激光记录和白光再现的全息图
    - 3.4　傅里叶变换全息图
    - 3.5　全息术的应用
    - 习题与思考题
- 第八章　光在各向异性介质中的传播
  - §1　双折射
    - 1.1　双折射现象
    - 1.2　晶体的光轴、主截面和主平面
    - 1.3　马吕斯(Malus定律
    - 1.4　单轴晶体中点光源的波面
    - 1.5　用惠更斯作图法确定晶体中o光和e光的传播方向
    - *1.6　单轴晶体的法线速度与射线速度
  - §2　产生线偏振光的元件
    - 2.1　利用二向色性制成偏振片
    - 2.2　偏振棱镜
  - §3　用波片(相位延迟片改变光的偏振态
    - 3.1　波片
    - 3.2　补偿器
  - §4　偏振态的检测
  - §5　偏振光的干涉
    - 5.1　平行偏振光的干涉
    - *5.2　会聚偏振光的干涉
  - *§6　应力双折射和电光效应
    - 6.1　应力双折射
    - 6.2　电光效应
  - §7　旋光现象及其应用
    - 7.1　旋光现象及其实验规律
    - 7.2　菲涅耳对旋光现象的解释
    - *7.3　圆二色性
    - 7.4　法拉第磁致旋光效应
    - *7.5　液晶的旋光显示
    - 习题与思考题
- 第九章　光源和光探测器
  - §1　辐射度量和光度量
    - 1.1　辐射度量
    - 1.2　光度量
  - §2　光源
  - §3　黑体辐射
    - 3.1　热辐射的基尔霍夫定律
    - 3.2　黑体的辐射谱
    - 3.3　斯特藩-玻耳兹曼定律和维恩位移定律
    - 3.4　黑体辐射的经典理论遇到困难
    - 3.5　热辐射的量子理论——普朗克黑体辐射公式
    - *3.6　辐射测温
  - §4　光量子　光的波粒二象性
    - 4.1　光量子
    - 4.2　光的波粒二象性
  - §5　光的辐射过程
  - §6　激光器
    - 6.1　光的自发辐射、受激辐射和受激吸收
    - 6.2　产生激光的条件
    - *6.3　激光模式和高斯光束
    - *6.4　调Q激光器
    - *6.5　锁模激光器
  - *§7　光探测器
    - 习题与思考题
- *第十章　非线性光学
  - §1　概述
  - §2　光频率转换
    - 2.1　非线性电极化效应
    - 2.2　二次谐波产生(SHG
    - 2.3　光学混频　参量放大及振荡
  - §3　自聚焦　自相位调制
    - 3.1　非线性折射率和自聚焦
    - 3.2　自相位调制和自加宽效应
    - 3.3　扫频脉冲通过色散介质的特性
    - 3.4　光纤中的光孤子
- 参考答案
- 汉英名词索引
- 参考文献

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