《大学物理 第3册 光学与量子物理》

目 录3

第五篇波动光学3

第十八章光的本性认识光的电磁波性质3

§18-1 光学发展史简述人类对光的本性认识3

§18-2光的电磁理论9

§18-3光源和光谱11

一．普通光源分类11

二．光谱12

三．普通光源发光的机理13

*§18-4光的色散和吸收14

一．光的色散14

二．光的吸收16

三．正常色散与反常色散18

*§18-5光和物体的颜色19

一．光的颜色20

二．物体的颜色21

三．基色和互补色22

四、色的三属性22

第十九章光的干涉24

§19-1光波相干光24

一．光波24

二．光波传播的独立性、叠加性相干光24

三．光的非相干叠加和相干叠加26

§19-2 几个典型的干涉实验（分割波阵面的干涉）29

一．杨氏双缝实验29

四．获得相干光的一般方法29

二．菲涅耳双平面镜实验34

三．菲涅耳双棱镜实验34

四．洛埃镜实验34

§19-3光程 光程差 薄透镜近轴光线的等光程性36

一．光程概念的提出36

二．周相差和光程差的关系38

三．薄透镜近轴光线的等光程性39

四．反射光的周相突变和额外光程差40

§19-4薄膜干涉（分割振幅的涉）41

一．薄膜干涉公式的导出41

二．等倾干涉44

三．等厚干涉尖劈薄膜的干涉46

§19-5等厚干涉的应用光学薄膜48

一．测量薄膜厚度、细丝直径、滚珠直径和微小角度48

二．检验光学元件表面质量50

三．牛顿环及其应用51

四．光学薄膜54

§19-6干涉仪56

一．迈克耳逊干涉仪56

*二．法布里－珀罗干涉仪58

§19-7时间相干性 *空间相干性61

一．时间干涉性62

*二．空间相干性66

三．一般光源的相干性68

§20-1 光的衍现象 惠更斯－菲涅耳原理70

一．光的衍射现象70

第二十章光的衍射70

二．惠更斯－菲涅耳原理72

三．菲涅耳衍射与夫琅和费衍射73

§20-2单缝衍射75

一．单缝衍射公式的导出75

二．单缝衍射图样的特征79

*三．矩形小孔的夫琅和费衍射图样82

*四．从矩形孔到圆形孔的衍射图样83

§20-3光学仪器的分辨率84

一．小圆孔的衍射84

二．衍射现象对光学仪器分辨能力的影响分辨率85

*三．眼睛、望远镜、照相物镜、显微镜的分辨率89

*四．雷达和射电天文望远镜、电子显微镜、光学纤维的分辨率92

§20-4光栅衍射93

一．光栅衍射现象的定性说明光栅公式94

二．光栅衍射图样的特征98

三．光栅衍射光谱100

四．干涉和衍射的区别和联系101

*五．光栅的分辨率103

*六．无线电波定向辐射器104

§20-5晶体的X射线衍射105

*§20-6莫阿条纹位移放大器110

第二十一章光的偏振112

§21-1光波的偏振现象112

一．偏振是横波的特征112

二．光的偏振自然光与偏振光113

三．起偏器和检偏器偏振片115

四．马吕斯定律117

五．获得偏振光的一般方法118

六．偏振光研究和应用发展的状况及前景118

§21-2反射和折射时的偏振布儒斯特定律119

一．反射和折射时的偏振布儒斯特定律119

二．利用反射和多次折射获得偏振光121

§21-3双折射现象123

一．双折射寻常光和非常光123

二．用惠更斯原理说明双折射现象126

三．利用双折射产生偏振光的装置128

§21-4 椭圆偏振光和圆偏振光偏振光的干涉131

一．椭圆偏振光和圆偏振光132

二．偏振光的干涉135

三．偏振光的识别137

*§21-5人为双折射现象138

一．机械双折射（光弹性效应）138

二．电场作用下的双折射（电光效应）140

三．磁场作用下的双折射141

*§21-6旋光性142

一．旋光现象142

二．旋光色散143

三．偏振光振动面的磁致旋转（法拉第旋转效应）143

*§21-7 光的散射 散射光的偏振144

一．细小质点的散射瑞利定律144

二．分子散射和天空的蓝色146

三．散射光的偏振146

四．喇曼散射148

*§21-8液晶及其一些光学性质149

一．液晶的分类149

二．液晶的光学性质151

*第二十二章现代光学几个课题简介154

§22-1 全息照相154

一．全息照相的特点154

二．全息照相的原理156

三．全息照相的应用161

§22-2傅里叶变换光学的几个基本概念161

一．引言161

二．空间频率162

三．阿贝成和原理163

四．傅里叶变换在光学成像中的应用大要166

五．阿贝－波特实验空间滤波器167

§22-3非线性光学170

一．线性光学和非线性光学170

二．几种非线性光学现象171

第六篇量子物理基础178

第二十三章波粒二象性178

§23-1 热辐射179

一．热辐射的基本概念179

二．绝对黑体及其辐射定律181

三．普朗克黑体辐射公式185

§23-2光电效应188

一．光电效应的实验规律189

二．爱因斯坦光子理论及其对光电效应的解释193

三．光电效应的应用200

§23-3康普顿效应203

一．康普顿效应的实验规律203

二．用光？理论解释康普顿效应205

§23-4 德布罗意波209

一．德布罗意假设209

二．德布罗意波的实验验证211

§23-5测不准关系214

第二十四章原子的量子理论221

§24-1原子模型和原子光谱的规律性222

一．原子的结构模型222

二．原子光谱的规律性225

三．经典理论的困难227

§ 24-2玻尔的氢原子理论229

一．玻尔的三个基本假设229

二．定态能级公式和电子轨道公式230

三．用玻尔理论解释氢原子光谱的规律性231

*四．夫兰克赫兹实验234

五．玻尔理论的成功与缺陷236

§24-3量子力学的基本概念 薛定谔方程239

一．波函数及其统计意义239

二．薛定谔方程242

§24-4 薛定谔方程的应用举例——势阱和势垒245

一．一维势阱中的粒子246

二．势垒贯穿249

一．氢原子的薛定谔方程252

§24-5氢原子的量子力学处理252

二．量子化条件和量子数254

*三．电子的空间儿率分布260

§24-6原子的电子壳层结构264

一．泡利不相容原理265

二．能量最小原理266

*§24-7多电子原子的光谱274

§24-8激光产生的基本原理277

一．原子的三种跃迁过程278

二．产生激光的基本条件279

三．激光器的类型282

一．激光的特性286

§24-9激光的特性及应用286

二．激光的应用287

第二十五章固体的量子理论293

§25-1 金属的自由电子理论293

一．金属的经典电子理论294

二．金属电子的量子理论298

§25-2固体的能带304

一．晶体中电子的共有化305

二．固体能带的形成306

三．满带导带禁带308

四．导体绝缘体半导体310

§25-3半导体的导电机构和电导率312

一．本征半导体312

二．杂质半导体314

三．半导体的电导率316

§25-4 p-n结及其应用317

一．P-n结的形成318

二．p-n结的整流原理319

三．晶体三极管321

§25-5超导体简介324

一．超导电现象325

二．超导体的主要特性326

三．超导电性的微观解释328

四．超导电性的应用330

*第二十六章原子核和基本粒子332

§26-1 原子核的基本性质和结构模型333

一．原子核的组成333

二．原子核的大小和密度335

三．原子核的自旋和磁矩336

四．原子核的结合能338

五．核力340

六．原子核结构模型341

§26-2原子核衰变和原子核反应343

一．原子核衰变343

二．原子核反应351

三．核裂变和核聚变353

§26-3基本粒子356

一．基本粒子的分类356

二．基本粒子的相互作用361

三．基本粒子的守恒定律362

四．基本粒子的结构模型365