光学

目录
丛书序
前言
引言
第1章 光的波动模型
1.1 光波场
1.1.1 光是交变电磁场
1.1.2 光波场的周期性
1.1.3 定态光波
1.1.4 光是矢量波
1.1.5 光强
1.1.6 光的传播
1.2 定态光波的数学表示
1.2.1 矢量表示与标量表示
1.2.2 定态光波的描述
1.2.3 定态光波按波面分类
1.2.4 光波的复振幅描述
1.2.5 有关光波的几个概念
1.3 光程与相位
1.3.1 光程
1.3.2 相位的超前与滞后
1.4 傍轴条件与远场条件
1.4.1 轴上物点的傍轴条件和远场条件
1.4.2 轴外物点的近轴条件和远场条件
第2章 光的叠加原理
2.1 光波的叠加原理及其成立的条件
2.1.1 光波的独立传播定律
2.1.2 光波的叠加原理
2.2 光波的叠加方法
2.2.1 代数法(瞬时值法)
2.2.2 复数法
2.2.3 振幅矢量法
2.3 光波的叠加强度
2.3.1 光波叠加的特点
2.3.2 光波的叠加强度的计算
2.3.3 光波的相干叠加与非相干叠加
2.3.4 振动方向相互垂直的光波的叠加
2.3.5 两列不同频率单色光波的叠加
2.3.6 光的相干条件
2.4 波包与群速度
2.5 光速的测量
第3章 光的偏振
3.1 光的偏振特性
3.1.1 横波的偏振性
3.1.2 起偏与检偏
3.2 光的偏振态
3.2.1 普通光源的发光机制
3.2.2 自然光
3.2.3 平面偏振光(线偏振光)
3.2.4 部分偏振光
3.2.5 圆偏振光
3.2.6 椭圆偏振光
3.3 菲涅耳公式
3.3.1 光矢量的分解
3.3.2 菲涅耳公式的表述
3.3.3 反射率与透射率
3.3.4 相位关系
3.4 反射折射所引起的偏振态的改变
3.4.1 偏振态的改变
3.4.2 垂直入射
3.4.3 布儒斯特定律
3.4.4 玻璃片堆和布儒斯特窗
3.5 斯托克斯倒逆关系
第4章 光的相干叠加
4.1 杨氏干涉与相干光的获得
4.1.1 托马斯·杨
4.1.2 普通光源的相位
4.1.3 相干光的获得
4.1.4 杨氏干涉
4.1.5 干涉的特点
4.2 两列相干光的干涉花样
4.2.1 两个点光源的干涉
4.2.2 两个线光源的干涉(双缝干涉)
4.2.3 干涉条纹的可见度(反衬度)
4.2.4 两列平行光的干涉
4.3 惠更斯-菲涅耳原理
4.3.1 次波模型
4.3.2 次波的相干叠加——惠更斯-菲涅耳原理
4.4 菲涅耳衍射(圆孔、圆屏)
4.4.1 衍射现象
4.4.2 用半波带法分析菲涅耳圆孔衍射
4.5 夫琅禾费单缝和矩孔衍射
4.5.1 夫琅禾费衍射装置
4.5.2 单缝衍射强度分布
4.5.3 单缝衍射花样的特点
4.5.4 单缝衍射的应用
4.5.5 夫琅禾费矩孔衍射
4.6 夫琅禾费圆孔衍射
4.6.1 衍射强度
4.6.2 衍射花样的特点
4.6.3 望远镜的分辨本领
4.6.4 几何光学是衍射光学的大尺度近似
第5章 光的干涉装置与光波场的相干性
5.1 光的干涉装置概述
5.2 分波前的干涉装置
5.2.1 菲涅耳双面镜
5.2.2 劳埃德镜
5.2.3 菲涅耳双棱镜
5.3 半波损失
5.4 薄膜干涉
5.4.1 等倾干涉
5.4.2 等厚干涉
5.5 分振幅的干涉装置
5.5.1 迈克耳孙干涉仪
5.5.2 马赫-曾德尔干涉仪
5.5.3 干涉滤波片
5.5.4 牛顿环
5.6 多光束干涉——法布里-珀罗干涉仪
5.6.1 干涉装置
5.6.2 光强分布
5.6.3 光波场特性
5.7 光的空间相干性与时间相干性概论
5.7.1 光波场的空间相干性
5.7.2 光场的时间相干性
第6章 衍射光栅
6.1 多缝夫琅禾费衍射
6.1.1 衍射强度
6.1.2 双缝衍射
6.1.3 衍射花样的特点
6.1.4 干涉与衍射的区别和联系
6.1.5 光栅方程
6.2 光栅光谱
6.2.1 谱线的角宽度和光栅的色分辨本领
6.2.2 光栅的色散与自由光谱范围
6.3 闪耀光栅
6.3.1 问题的提出与解决方案
6.3.2 闪耀光栅的原理
6.3.3 两种常用的照明方式
6.4 单色仪与光谱仪
6.5 正弦光栅
6.6 X射线在晶体中的衍射
6.6.1 晶格点阵
6.6.2 X射线在晶体中的相干叠加
6.6.3 晶体X射线衍射的实验方法
第7章 傅里叶变换光学与全息照相
7.1 衍射系统的傅里叶变换
7.1.1 衍射系统的屏函数
7.1.2 接收场
7.1.3 衍射系统的傅里叶变换方法
7.1.4 波前相因子分析法
7.2 透镜和棱镜的屏函数
7.2.1 透镜的相位变换函数
7.2.2 棱镜的相位变换函数
7.3 夫琅禾费光栅衍射的傅里叶频谱分析
7.3.1 屏函数的傅里叶变换
7.3.2 周期性屏函数的傅里叶变换
7.3.3 非周期性的屏函数的傅里叶变换
7.4 阿贝成像原理
7.4.1 阿贝成像原理的数学推导
7.4.2 阿贝成像原理的实验验证
7.4.3 图像处理
7.4.4 相衬显微镜
7.5 全息照相
7.5.1 全息照相的基本原理
7.5.2 全息照相的装置
第8章 光在晶体中的双折射
8.1 光在晶体中的传播
8.1.1 晶体的光学特征
8.1.2 双折射现象与双折射晶体
8.2 单轴晶体中光的波面
8.2.1 o光和e光的波面
8.2.2 单轴晶体的惠更斯作图法
8.2.3 几种特例
8.3 晶体光学器件
8.3.1 偏振棱镜
8.3.2 波晶片
8.3.3 相位补偿器
8.4 波片与光的偏振态
8.4.1 光在波晶片中的传播引起的相位差
8.4.2 经过波片后光的偏振态的改变
8.5 偏振光的干涉
8.5.1 平行光的干涉装置
8.5.2 实验现象及分析
8.6 电光效应
8.6.1 克尔效应(二级电光效应)
8.6.2 泡克耳斯效应(一级电光效应)
8.6.3 电光效应的应用
8.7 旋光
8.7.1 自然旋光
8.7.2 磁致旋光
8.7.3 磁致旋光的应用
8.8 偏振态的矩阵表示
8.8.1 琼斯矢量
8.8.2 正交偏振
8.8.3 琼斯矩阵
第9章 光波与物质的相互作用
9.1 光的吸收
9.1.1 吸收的实验规律(线性吸收)
9.1.2 吸收系数与波长的关系
9.1.3 吸收光谱
9.2 光的色散
9.3 吸收和色散的经典理论
9.3.1 经典的电偶极子模型
9.3.2 单一本征频率
9.3.3 多个本征频率
9.4 光的散射
9.4.1 散射现象
9.4.2 散射定律
9.5 强光在介质中的非线性电极化效应
第10章 几何光学的近轴理论
10.1 衍射的零级近似
10.2 几何光学的基本概念
10.2.1 几何光学是关于成像的理论
10.2.2 几何光学的实验定律
10.3 反射与折射的应用
10.3.1 光在平面上的反射
10.3.2 光在平面上的折射
10.4 变折射率光学
10.5 近轴光在单球面上的成像
10.5.1 物与像的虚实性
10.5.2 近轴光在单球面上的折射
10.6 薄透镜成像
10.6.1 薄透镜
10.6.2 薄透镜成像公式
10.6.3 薄透镜成像的作图法
10.7 理想共轴球面系统的成像
10.7.1 共轴球面系统的基点和基面
10.7.2 共轴球面系统的物像关系
10.7.3 基点和基平面的确定
10.7.4 光具组的阿贝正弦条件与齐明点
10.8 光线转换矩阵
10.8.1 光线状态的矩阵表示
10.8.2 成像矩阵的计算
10.9 几何光学仪器
10.9.1 人眼
10.9.2 放大镜
10.9.3 目镜与物镜
10.9.4 显微镜
10.9.5 望远镜
10.9.6 照相机
第11章 光的量子性
11.1 辐射场
11.1.1 辐射场的物理参数
11.1.2 热辐射
11.2 黑体辐射的实验规律
11.2.1 斯特藩-玻耳兹曼定律
11.2.2 维恩位移定律
11.2.3 瑞利-金斯定律
11.3 光量子假说
11.3.1 普朗克对黑体辐射的解释
11.3.2 爱因斯坦光量子与光的波粒二象性
11.3.3 康普顿效应
11.3.4 德布罗意波
习题与答案
中英人名对照
名词索引
教学进度和作业布置
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