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基础光学


作者:
苏润洲 杨桂娟 张志国
定价:
34.00 元
版面字数:
430千字
开本:
16开
装帧形式:
平装
版次:
1
最新版次
印刷时间:
2019年
ISBN:
978-7-04-028126-2
物料号:
28126-00
出版时间:
2019-01-25
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

本书共分九章,每章都配有必要的例题、思考题和习题;在内容上以经典光学为主,以几何光学和波动光学为重点,还包括了光度学和色度学简介、激光简介;采取了从实验出发,侧重引入概念与定义,然后进行定量分析的讲述方法。本书的知识体系基本按照历史发展过程进行编排,以使读者获悉知识发展和思想认识的演变过程。为了突出基本内容,书中某些可列为教学参考的选学内容,在目录中标记了*号,或在正文中以小字排版。书中还在适当位置补充了阅读材料作为拓展内容,介绍较前沿的研究进展和应用技术。

本书可作为高等学校物理学类专业光学课程的教材或参考书,也可供其他理工科专业选用。

  • 目录
    • 前辅文
      • 第一章 几何光学基本原理
        • 1.1 几何光学基本定律
          • 1.1.1 光线的概念
            • 1.1.2 光传播的基本实验定律
              • 1.1.3 全反射
                • 1.1.4 光学纤维
                • 1.2 费马原理
                  • 1.2.1 光程
                    • 1.2.2 费马原理
                    • 1.3 物与像
                      • 1.3.1 光束 单心光束和像散光束
                        • 1.3.2 实像与虚像 实物与虚物
                          • 1.3.3 物空间与像空间 物像共轭性
                            • 1.3.4 理想成像与物像之间的等光程性
                            • 1.4 单球面折射的物像关系
                              • 1.4.1 符号法则
                                • 1.4.2 单球面折射对单心光束的破坏
                                  • 1.4.3 理想成像条件与单球面折射成像公式
                                    • 1.4.4 傍轴物点成像
                                      • 1.4.5 三种放大率
                                      • 1.5 共轴球面系统的成像公式
                                        • 1.6 透镜
                                          • 1.6.1 厚透镜成像
                                            • 1.6.2 薄透镜成像公式
                                              • 1.6.3 薄透镜的会聚与发散 焦点与焦平面
                                                • 1.6.4 薄透镜作图成像法
                                                • 1.7 理想光具组
                                                  • 1.7.1 理想光具组的基点和基面
                                                    • 1.7.2 理想光具组作图成像法
                                                      • 1.7.3 理想光具组成像公式
                                                        • *1.7.4 理想光具组的组合
                                                        • 思考题
                                                          • 习题与答案
                                                          • 第二章 典型几何光学仪器及像差简介
                                                            • 2.1 光阑
                                                              • 2.1.1 孔径光阑
                                                                • *2.1.2 视场光阑
                                                                • 2.2 像差简介
                                                                  • 2.2.1 球差
                                                                    • 2.2.2 彗差
                                                                      • 2.2.3 像散和像面弯曲
                                                                        • 2.2.4 畸变
                                                                          • 2.2.5 色差
                                                                          • 2.3 眼睛及其矫正
                                                                            • 2.3.1 眼球的结构
                                                                              • 2.3.2 非正常眼及其矫正
                                                                              • 2.4 助视仪器
                                                                                • 2.4.1 视放大率
                                                                                  • 2.4.2 放大镜和目镜
                                                                                    • 2.4.3 显微镜
                                                                                      • 2.4.4 望远镜
                                                                                      • 2.5 投影仪器和摄影仪器
                                                                                        • 2.5.1 投影仪器
                                                                                          • 2.5.2 摄影仪器
                                                                                          • 思考题
                                                                                            • 习题与答案
                                                                                            • 第三章 光度学和色度学简介
                                                                                              • 3.1 辐射度学和光度学基本概念
                                                                                                • 3.1.1 可见光和电磁波谱
                                                                                                  • 3.1.2 辐射通量和光通量
                                                                                                    • 3.1.3 发光强度和亮度
                                                                                                      • 3.1.4 光出射度和照度
                                                                                                        • *3.1.5 光度学单位
                                                                                                          • *3.1.6 照明简介
                                                                                                          • *3.2 像的亮度和照度
                                                                                                            • 3.2.1 通过光学系统的光通量
                                                                                                              • 3.2.2 像的亮度
                                                                                                                • 3.2.3 像的照度
                                                                                                                • 3.3 色度学概述
                                                                                                                  • 3.3.1 色度学基本术语
                                                                                                                    • *3.3.2 颜色随光强的变化
                                                                                                                      • *3.3.3 颜色适应和颜色对比
                                                                                                                        • 3.3.4 色调、饱和度和明度
                                                                                                                          • 3.3.5 三原色原理
                                                                                                                            • *3.3.6 色品图
                                                                                                                            • 思考题
                                                                                                                              • 习题与答案
                                                                                                                              • 第四章 光的干涉
                                                                                                                                • 4.1 光波和光的强度
                                                                                                                                  • 4.1.1 光的电磁理论
                                                                                                                                    • 4.1.2 波动方程
                                                                                                                                      • 4.1.3 等相面、球面波和平面波
                                                                                                                                        • 4.1.4 辐射能密度和能流密度 光的强度
                                                                                                                                        • 4.2 光的相干叠加和非相干叠加
                                                                                                                                          • 4.2.1 光的干涉现象
                                                                                                                                            • 4.2.2 相干叠加和非相干叠加
                                                                                                                                              • 4.2.3 相干光源
                                                                                                                                                • 4.2.4 相位差和光程差
                                                                                                                                                  • 4.2.5 干涉图样
                                                                                                                                                    • 4.2.6 干涉场中的光的强度分布
                                                                                                                                                      • 4.2.7 干涉条纹的可见度
                                                                                                                                                      • 4.3 分波阵面法的光的干涉
                                                                                                                                                        • 4.3.1 杨氏双缝实验
                                                                                                                                                          • 4.3.2 菲涅耳双镜实验
                                                                                                                                                            • 4.3.3 劳埃德镜实验
                                                                                                                                                              • *4.3.4 菲涅耳双棱镜实验
                                                                                                                                                              • 4.4 分振幅法的光的干涉
                                                                                                                                                                • 4.4.1 薄膜干涉及其光程差
                                                                                                                                                                  • 4.4.2 等厚干涉
                                                                                                                                                                    • 4.4.3 等倾干涉
                                                                                                                                                                      • 4.4.4 透射光的干涉
                                                                                                                                                                        • 4.4.5 薄膜色
                                                                                                                                                                        • 4.5 干涉的应用
                                                                                                                                                                          • 4.5.1 增透膜和高反射膜
                                                                                                                                                                            • 4.5.2 劈尖状薄膜
                                                                                                                                                                              • 4.5.3 牛顿环
                                                                                                                                                                              • 4.6 迈克耳孙干涉仪
                                                                                                                                                                                • 4.6.1 迈克耳孙干涉仪的基本结构和原理
                                                                                                                                                                                  • 4.6.2 迈克耳孙干涉仪的应用
                                                                                                                                                                                  • 4.7 多光束的干涉 法布里-珀罗干涉仪
                                                                                                                                                                                    • 4.7.1 多光束的干涉
                                                                                                                                                                                      • *4.7.2 法布里-珀罗干涉仪
                                                                                                                                                                                      • 思考题
                                                                                                                                                                                        • 习题与答案
                                                                                                                                                                                        • 第五章 光的衍射
                                                                                                                                                                                          • 5.1 光的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理
                                                                                                                                                                                            • 5.1.1 光的衍射现象与衍射的分类
                                                                                                                                                                                              • 5.1.2 惠更斯-菲涅耳原理
                                                                                                                                                                                              • 5.2 菲涅耳衍射
                                                                                                                                                                                                • 5.2.1 菲涅耳半波带
                                                                                                                                                                                                  • *5.2.2 矢量图法
                                                                                                                                                                                                    • 5.2.3 菲涅耳圆孔衍射
                                                                                                                                                                                                      • 5.2.4 菲涅耳圆盘衍射
                                                                                                                                                                                                        • 5.2.5 光的直线传播与衍射的统一
                                                                                                                                                                                                        • 5.3 夫琅禾费衍射
                                                                                                                                                                                                          • 5.3.1 概述
                                                                                                                                                                                                            • 5.3.2 单缝夫琅禾费衍射
                                                                                                                                                                                                              • 5.3.3 圆孔夫琅禾费衍射
                                                                                                                                                                                                              • 5.4 衍射光栅
                                                                                                                                                                                                                • 5.4.1 光栅概述
                                                                                                                                                                                                                  • 5.4.2 平面光栅
                                                                                                                                                                                                                    • *5.4.3 闪耀光栅
                                                                                                                                                                                                                      • 5.4.4 三维光栅
                                                                                                                                                                                                                      • *5.5 干涉和衍射的区别与联系
                                                                                                                                                                                                                        • 5.5.1 干涉和衍射的区别
                                                                                                                                                                                                                          • 5.5.2 干涉和衍射的联系
                                                                                                                                                                                                                          • 5.6 光学仪器的分辨本领
                                                                                                                                                                                                                            • 5.6.1 分辨本领和瑞利判据
                                                                                                                                                                                                                              • 5.6.2 人眼的分辨本领
                                                                                                                                                                                                                                • 5.6.3 望远镜的分辨本领
                                                                                                                                                                                                                                  • 5.6.4 显微镜的分辨本领
                                                                                                                                                                                                                                    • 5.6.5 棱镜光谱仪的色散本领和色分辨本领
                                                                                                                                                                                                                                      • 5.6.6 光栅光谱仪的色分辨本领
                                                                                                                                                                                                                                      • *5.7 全息照相
                                                                                                                                                                                                                                        • 5.7.1 普通照相和全息照相
                                                                                                                                                                                                                                          • 5.7.2 全息照相原理
                                                                                                                                                                                                                                            • 5.7.3 全息术的应用简介
                                                                                                                                                                                                                                            • 思考题
                                                                                                                                                                                                                                              • 习题与答案
                                                                                                                                                                                                                                              • 第六章 光的偏振
                                                                                                                                                                                                                                                • 6.1 光的偏振现象
                                                                                                                                                                                                                                                  • 6.1.1 光的偏振现象
                                                                                                                                                                                                                                                    • 6.1.2 光的五种偏振态及其等效性
                                                                                                                                                                                                                                                    • *6.2 菲涅耳公式
                                                                                                                                                                                                                                                      • 6.2.1 菲涅耳公式
                                                                                                                                                                                                                                                        • 6.2.2 反射率和透射率
                                                                                                                                                                                                                                                          • 6.2.3 劳埃德镜实验中半波损失的解释
                                                                                                                                                                                                                                                          • 6.3 反射和折射时的偏振
                                                                                                                                                                                                                                                            • 6.3.1 反射和折射时的偏振现象
                                                                                                                                                                                                                                                              • *6.3.2 反射和折射时偏振现象的理论解释
                                                                                                                                                                                                                                                                • 6.3.3 马吕斯定律
                                                                                                                                                                                                                                                                • 6.4 单轴晶体的双折射
                                                                                                                                                                                                                                                                  • 6.4.1 双折射现象
                                                                                                                                                                                                                                                                    • 6.4.2 双折射晶体
                                                                                                                                                                                                                                                                      • 6.4.3 双折射的物理解释
                                                                                                                                                                                                                                                                      • 6.5 偏振器件
                                                                                                                                                                                                                                                                        • 6.5.1 晶体偏振器
                                                                                                                                                                                                                                                                          • 6.5.2 人造偏振片
                                                                                                                                                                                                                                                                          • 6.6 圆偏振光和椭圆偏振光
                                                                                                                                                                                                                                                                            • 6.6.1 波晶片
                                                                                                                                                                                                                                                                              • 6.6.2 椭圆偏振光和圆偏振光的产生
                                                                                                                                                                                                                                                                                • 6.6.3 各种光经波晶片后偏振态的变化
                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 6.6.4 偏振光的检验
                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 6.7 偏振光的干涉
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 6.7.1 平行平面偏振光的干涉
                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 6.7.2 显色偏振
                                                                                                                                                                                                                                                                                        • *6.7.3 会聚的平面偏振光的干涉
                                                                                                                                                                                                                                                                                        • *6.8 外力作用下产生的双折射
                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 6.8.1 光弹性效应
                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 6.8.2 电光效应
                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 6.9 旋光性
                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 6.9.1 旋光现象
                                                                                                                                                                                                                                                                                                • *6.9.2 旋光的菲涅耳解释
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 6.9.3 量糖术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • *6.9.4 磁致旋光——法拉第效应
                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 思考题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 习题与答案
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 第七章 光与物质的相互作用 光速
                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 7.1 光的吸收
                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 7.1.1 光的吸收定律
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 7.1.2 一般吸收和选择吸收
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.1.3 吸收光谱
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.2 光的散射
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 7.2.1 光的散射
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 7.2.2 瑞利散射
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 7.2.3 散射光的偏振状态
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • *7.2.4 拉曼散射
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 7.3 光的色散
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 7.3.1 正常色散
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 7.3.2 反常色散
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • *7.3.3 色散的经典理论
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 7.4 测定光速的方法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.4.1 恒星光行差法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 7.4.2 部分实验室方法简介
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • *7.4.3 准确测定光速的意义
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 7.5 光的相速和群速
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 思考题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 习题与答案
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 第八章 光的辐射和光的量子性
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 8.1 热辐射和基尔霍夫定律
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 8.1.1 热辐射
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.1.2 辐射本领和吸收本领
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 8.1.3 基尔霍夫定律
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 8.1.4 绝对黑体和灰体
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 8.2 普朗克辐射公式和能量子假说
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 8.2.1 空腔辐射体热辐射实验规律
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 8.2.2 普朗克辐射公式和能量子假说
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • *8.3 光测高温法简介
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 8.4 光电效应
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 8.5 爱因斯坦光量子理论
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 8.6 康普顿效应
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.7 光子的质量、动量和角动量
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 8.7.1 光子的质量
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 8.7.2 光子的动量
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • *8.7.3 光子的角动量
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 8.8 光的波粒二象性
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 思考题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 习题与答案
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 第九章 激光简介
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 9.1 受激吸收、自发辐射和受激辐射
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 9.1.1 波尔假说和能级概念
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 9.1.2 受激吸收
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 9.1.3 自发辐射
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 9.1.4 受激辐射
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • *9.1.5 A21、B12和B21之间的关系
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 9.2 粒子数反转
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 9.2.1 粒子数反转分布
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 9.2.2 实现粒子数反转分布的条件
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 9.2.3 三能级系统
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 9.2.4 四能级系统
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 9.3 谐振腔
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 9.3.1 谐振腔及其作用
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 9.3.2 谐振腔的阈值条件
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 9.3.3 谐振腔的共振频率纵模
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 9.4 激光的单色性
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 9.4.1 谱线宽度
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 9.4.2 激光的单色性
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 9.5 激光的相干性
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 9.5.1 时间相干性
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 9.5.2 空间相干性
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 9.5.3 激光的相干性
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 9.5.4 激光的横模
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • *9.6 激光的应用
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 9.6.1 激光准直、测长和测距
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 9.6.2 激光加工
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 9.6.3 激光核聚变
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 9.6.4 激光通信
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 习题与答案
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 参考文献
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 常用物理常量表
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 网络资源
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        课程网址: null

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