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新概念物理教程——光学

面向21世纪课程教材
样章
作者：
赵凯华
定价：
39.70元
ISBN：
978-7-04-015562-4
版面字数：
460.000千字
开本：
16开
全书页数：
406页
装帧形式：
平装
重点项目：
面向21世纪课程教材
出版时间：
2004-11-10
读者对象：
高等教育
一级分类：
物理学与天文学类
二级分类：
物理学/应用物理学/天文学专业课程
三级分类：
光学

《新概念物理教程》是教育部“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｡作为《新概念物理教程》光学卷,与已出版的力学､热学､电磁学､量子物理各卷配套,组成一个完整的基础物理课程教材体系｡本卷共分光和光的传播,几何光学成像,干涉,衍射,变换光学与全息照相,偏振,光与物质的相互作用､光的量子性等七章和两个附录｡

本书可作为高等学校物理类专业的教材或参考书,特别适合物理学基础人材培养基地选用｡对于其他理工科专业,本书也是教师备课时很好的参考书和优秀学生的辅助读物｡

  • 前辅文
  • 第一章 光和光的传播
    • §1. 光和光学
      • 1.1 光的本性
      • 1.2 光源与光谱
      • 1.3 光学的研究对象､分支与应用
    • §2. 光的几何光学传播规律
      • 2.1 几何光学三定律
      • 2.2 全反射
      • 2.3 棱镜与色散
      • 2.4 光路的可逆性原埋
    • §3. 惠更斯原理
      • 3.1 波的几何描述
      • 3.2 惠更斯原理的表述
      • 3.3 对反射定律和折射定律的解释
      • 3.4 直线传播问题
    • §4. 费马原理
      • 4.1 光程
      • 4.2 费马原理的表述
      • 4.3 由费马原理推导几何光学三定律
    • §5. 光度学基本概念
      • 5.1 辐射能通量和光通量
      • 5.2 发光强度和亮度
      • 5.3 余弦发光体和定向发光体
      • 5.4 照度
      • 5.5 光度学单位的定义
    • 本章提要
    • 思考题
    • 习 题
  • 第二章 几何光学成像
    • §1. 成像
      • 1.1 实像与虚像实物与虚物
      • 1.2 物方和像方物与像的共轭性
      • 1.3物像之间的等光程性
      • 1.4等光程面
    • §2. 共轴球面组傍轴成像
      • 2.1光在单个球面上的折射
      • 2.2轴上物点成像焦距､物像距公式
      • 2.3傍轴物点成像与横向放大率
      • 2.4逐次成像
      • 2.5拉格朗日-亥姆霍兹定理
    • §3.薄透镜
      • 3.1焦距公式
      • 3.2成像公式
      • 3.3密接透镜组
      • 3.4焦面
      • 3.5作图法
      • 3.6透镜组成像
    • §4.理想光具组理论
      • 4.1理想成像与共线变换
      • 4.2共轴理想光具组的基点和基面
      • 4.3物像关系
      • 4.4理想光具组的联合
    • §5.光学仪器
      • 5.1投影仪器
      • 5.2照相机
      • 5.3眼睛
      • 5.4放大镜和目镜
      • 5.5显微镜
      • 5.6望远镜
      • 5.7棱镜光谱仪
    • §6.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
    • §7.像差
      • 7.1像差概述
      • 7.2球面像差
      • 7.3彗形像差
      • 7.4正弦条件和齐明点
      • 7.5像散和像场弯曲
      • 7.6畸变
      • 7.7色像差
      • 7.8小结
    • §8.像的亮度､照度和主观亮度
      • 8.1像的亮度
      • 8.2像的照度
      • 8.3主观亮度
    • 本章提要
    • 思考题
    • 习 题
  • 第三章 干涉
    • §1. 波的叠加与干涉
      • 1.1 .波的描述
      • 1.2 波的叠加原理
      • 1.3 两个点波源的干涉
    • §2.杨氏实验光场的空间相干性
      • 2.1 杨氏双缝干涉实验
      • 2.2 一些其它干涉装置
      • 2.3 干涉条纹的移动
      • 2.4 普通光源发光微观机制的特点
      • 2.5 光源宽度对干涉条纹衬比度的影响
      • 2.6 光场的空间相干性
    • §3. 薄膜干涉(一)——等厚条纹
      • 3.1 薄膜干涉概述
      • 3.2 薄膜表面的等厚条纹
      • 3.3 劈形薄膜的等厚条纹
      • 3.4 牛顿环
      • 3.5 等厚干涉条纹的观测方法及倾角的影响
      • 3.6 薄膜的颜色增透膜和高反射膜
    • §4. 薄膜干涉(二)——等倾条纹
      • 4.1 无穷远的等倾条纹
      • 4.2 观察等倾条纹时扩展光源的作用
      • 4.3 薄膜干涉的定域问题
    • §5.迈克耳孙干涉仪光场的时间相干性
      • 5.1 迈克耳孙干涉仪的结构
      • 5.2 干涉条纹
      • 5.3 光源的非单色性对干涉条纹的影响
      • 5.4 傅里叶变换光谱仪
      • 5.5 精密测长与长度的自然基准
      • 5.6 光场的时间相干性
      • 5.7 光场的相干性小结
    • §6. 多光束干涉法布里-珀罗干涉仪
      • 6.1 多光束干涉的强度分布公式
      • 6.2 法布里-珀罗干涉仪的装置和条纹的半峰宽度
      • 6.3 法布里-珀罗干涉仪在光谱学中的应用
    • 本章提要
    • 思考题
    • 习 题
  • 第四章 衍射
    • §1. 光的衍射现象和惠更斯-菲涅耳原理
      • 1.1 光的衍射现象
      • 1.2 惠更斯-菲涅耳原理
      • 1.3 巴比涅原理
      • 1.4 衍射的分类
    • §2. 菲涅耳圆孔衍射和圆屏衍射
      • 2.1 实验现象
      • 2.2 半波带法
      • 2.3 矢量图解法
      • 2.4 菲涅耳波带片
    • §3. 夫琅禾费单缝衍射和矩孔衍射
      • 3.1 实验装置和实验现象
      • 3.2 单缝衍射的强度公式
      • 3.3 矩孔衍射的强度公式
      • 3.4 单缝衍射因子的特点
      • 3.5 几何光学的限度
    • §4. 光学仪器的像分辨本领
      • 4.1 夫琅禾费圆孔衍射
      • 4.2 望远镜的分辨本领
      • 4.3 球面波照明条件下像面接收的夫琅禾费衍射
      • 4.4 显微镜的分辨本领
    • §5. 多缝夫琅禾费衍射和光栅
      • 5.1 实验装置和衍射图样
      • 5.2 N缝衍射的振幅分布和强度分布
      • 5.3 缝间干涉因子的特点
      • 5.4 单缝衍射因子的作用
      • 5.5 黑白光栅和正弦光栅
    • §6. 光栅光谱仪
      • 6.1 光栅的分光原理
      • 6.2 光栅的色散本领和色分辨本领
      • 6.3 量程和自由光谱范围
      • 6.4 闪耀光栅
      • 6.5 棱镜光谱仪的色散本领和色分辨本领
    • §7. 三维光栅——X射线在晶体上的衍射
      • 7.1 晶体点阵X射线
      • 7.2 X射线在晶体上的衍射——布拉格条件
      • 7.3 劳厄相和德拜相
    • 本章提要
    • 思考题
    • 习 题
  • 第五章 变换光学与全息照相
    • §1. 衍射系统产生的波前变换
      • 1.1 从惠更斯-菲涅耳原理看衍射现象
      • 1.2 衍射系统的屏函数振幅变换函数与相位变换函数
      • 1.3 平面波与球面波的波前函数
      • 1.4 傍轴条件和远场条件
      • 1.5 透镜的相位变换函数
      • 1.6 棱镜的相位变换函数
    • §2. 阿贝成像原理与相衬显微镜
      • 2.1 阿贝成像原理
      • 2.2 空间频谱
      • 2.3 空间滤波与阿贝-波特实验
      • 2.4 相衬显微镜
    • §3. 傅里叶变换光学与光信息处理
      • 3.1 夫琅禾费衍射装置和衍射积分的标准形式
      • 3.2 傅里叶变换及其逆变换
      • 3.3 夫琅禾费衍射与傅里叶变换的关系
      • 3.4 相干光图像处理的4F系统
      • 3.5 空间滤波实验举例
    • §4. 全息照相
      • 4.1 全息照相步骤
      • 4.2 全息照相的特点
      • 4.3 全息照相的基本原理——无源空间边值定解
      • 4.4 波前的全息记录
      • 4.5 物光波前的重建
      • 4.6 体全息
      • 4.7 全息术的应用
    • 本章提要
    • 思考题
    • 习 题
  • 第六章 偏 振
    • §1. 光的横波性与五种偏振态
      • 1.1 偏振现象与光的横波性
      • 1.2 偏振片
      • 1.3 自然光
      • 1.4 线偏振光
      • 1.5 部分偏振光
      • 1.6 圆偏振光
      • 1.7 椭圆偏振光
    • §2. 光在电介质表面的反射和折射菲涅耳公式
      • 2.1 菲涅耳反射折射公式
      • 2.2 反射率和透射率
      • 2.3 斯托克斯的倒逆关系
      • 2.4 相位关系与半波损失问题
      • 2.5 反射､折射时的偏振现象
      • 2.6 从电磁理论推导光的反射､折射定律和菲涅耳公式
      • 2.7 全反射与隐失波
    • §3. 双折射
      • 3.1 双折射现象和基本规律
      • 3.2 单轴晶体中的波面
      • 3.3 晶体的惠更斯作图法
      • 3.4 法向速度与射线速度法向面与射线面
      • 3.5 折射率椭球
      • 3.6 双轴晶体
    • §4. 晶体光学器件圆偏振光和椭圆偏振光的获得与检验
      • 4.1 晶体偏振器
      • 4.2 波晶片——相位延迟片
      • 4.3 垂直振动的合成
      • 4.4 圆偏振光和椭圆偏振光的获得
      • 4.5 圆偏振光和椭圆偏振光通过检偏器后强度的变化
      • 4.6 通过波晶片后光束偏振状态的变化
      • 4.7 圆偏振光和椭圆偏振光的检验
    • §5.偏振光的干涉及其应用
      • 5.1 偏振器间的波晶片
      • 5.2 色偏振
      • 5.3 偏振光的干涉条纹
      • 5.4 光测弹性术
      • 5.5 克尔效应与泡克耳斯效应
      • 5.6 会聚偏振光的干涉
    • §6. 旋光
      • 6.1 石英的旋光现象
      • 6.2 菲涅耳对旋光性的解释
      • 6.3 旋光晶体内的波面
      • 6.4 量糖术
      • 6.5 磁致旋光——法拉第旋转
    • 本章提要
    • 思考题
    • 习 题
  • 第七章 光与物质的相互作用光的量子性
    • §1. 光的吸收
      • 1.1 光的线性吸收规律
      • 1.2 复数折射率的意义
      • 1.3 光的吸收与波长的关系
      • 1.4 吸收光谱
    • §2. 光的色散
      • 2.1 正常色散
      • 2.2 反常色散
      • 2.3 一种物质的全部色散曲线
      • 2.4 相速与群速
    • §3. 光辐射的理论
      • 3.1 光的发射､吸收与色散的经典理论
      • 3.2 辐射阻尼
      • 3.3 辐射的量子图像
      • 3.4 谱线的自然宽度及谱线增宽
    • §4. 光的散射
      • 4.1 散射与介质不均匀尺度的关系
      • 4.2 瑞利散射和米氏散射
      • 4.3 散射光强的角分布与偏振状态
      • 4.4 拉曼散射和布里渊散射
    • §5. 激光
      • 5.1 激光概述
      • 5.2 粒子数布居反转与光放大
      • 5.3激活介质中布居反转的实现
      • 5.4 增益系数
      • 5.5 激光器中共振腔的作用
      • 5.6 增益的阈值条件
      • 5.7 激光器对频率的选择
      • 5.8 激光光束的特性
    • §6. 光的波粒二象性
      • 6.1 单光子实验
      • 6.2 探测光子时概率波的坍缩
    • 本章提要
    • 思考题
    • 习 题
  • 附录A 傅里叶变换 波包的速度
    • 1. 周期函数的傅里叶级数展开
    • 2. 傅里叶积分变换
    • 3. 空间频谱
    • 4. 波包的群速
    • 5. 波包的能量速度
  • 附录B 物理常量
  • 习题答案
  • 索引

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