《光学》求取 ⇩

第一章几何光学的近轴理论1

1.1光线传播的基本规律1

一 光线传播的实验定律2

二 全内反射3

三 费马原理5

1.2单一球面折（反）射的近轴成像7

一 物和像7

二 轴上物点成像8

三 垂轴小平面物成像 主点10

四 物像空间不变式 角放大率 节点10

五 作图法11

六 单球面近轴反射成像12

1.3薄透镜的近轴成像14

一 薄透镜近轴成像公式15

二 几对特殊共轭点16

三 成像规律小结16

1.4共轴球面系统的基点18

一 基点的意义18

二 基点的实验确定法18

三 用作图法求基点20

四 基点位置的计算20

1.5近轴理论中的矩阵方法21

一 光线状态的描述及其变换规律21

二 系统矩阵23

三 物像关系式24

四 共轴球面系统的主点和焦点26

思考题29

习题31

第二章光阑与像差35

2.1成像光束的限制 光阑35

一 孔径光阑 入射光瞳和出射光瞳35

二 视场光阑 入射窗和出射窗36

2.2单色像差38

一 球差39

二 彗差 正弦条件和齐明点40

三 像散和场曲42

四 畸变43

2.3色差44

一 消色差薄胶合透镜44

二 消视角放大率色差的薄透镜组47

思考题47

习题48

第三章几何光学仪器50

3.1投影仪器和摄影仪器50

一 投影仪器50

二 摄影仪器51

3.2助视仪器51

一 正常人眼51

二 放大镜53

三 显微镜54

四 望远镜55

五 目镜56

3.3棱镜分光仪器57

一 棱镜摄谱仪57

二 棱镜的偏向角58

三 色散范围和角（线）色散59

思考题60

习题60

第四章光度和色度62

4.1光度学中的基本量62

一 辐射通量和光通量视见函数62

二 发光强度64

三 面发光度和亮度64

四 照度65

4.2像的亮度、照度和主观亮度67

一 通过光学系统的光通量67

二 像的亮度68

三 像的照度68

四 主观亮度70

4.3色度学简介71

一 基础知识71

二 加色与减色71

三 表示色特征的三个量73

四 色的表示和度量73

五 标准三色系统［X］［Y］［Z］74

思考题75

习题75

第五章光波场77

5.1光波场的数学描述77

一 一维单色平面光波场78

二 三维单色光波场80

三 定态光波场83

5.2 光是电磁波84

5.3光辐射的经典模型85

一 电偶极子的辐射85

二 辐射的阻尼 波列长度与谱线半宽度的关系86

5.4光波的能量和动量89

一 光波的能量 光强89

二 光波的动量 光压90

5.5光波的偏振态91

一 线偏振光91

二 圆偏振光92

三 椭圆偏振光93

四 自然光94

五 部分偏振光95

思考题96

习题97

第六章光波在介质界面上的反射和折射99

6.1 反射定律和折射定律99

6.2菲涅耳公式100

一 推导菲涅耳公式100

二 振辐反射比r和振幅透射比t101

三 光强反射率R和光强透射率T102

四 能流反射率？和能流透射率？102

6.3 史托克斯处理法103

6.4 反射起偏和透射起偏103

6.5光在空气玻璃界面上的反射104

一 n1＜n2的外反射104

二 内反射（n1＞n2）105

三 n1＞n2，i1＞ic时的全内反射106

6.6 倏逝波107

6.7 反射时的半波突变108

思考题110

习题110

第七章光的干涉113

7.1光波叠加原理和相干条件113

一 光波叠加原理113

二 有关干涉项的讨论115

三 获得干涉的措施115

7.2分波前双光束干涉116

一 杨氏干涉装置116

二 其他干涉装置119

三 梅斯林干涉装置122

7.3光波场的空间相干性124

一 光源线宽b对干涉场可见度的影响124

二 光波场的空间相干性125

7.4分振幅薄膜干涉126

一 相邻两光波的位相差127

二 薄膜等倾干涉条纹127

三 薄膜等厚干涉条纹129

四 薄膜干涉条纹的定域131

7.5迈克耳孙干涉仪132

一 干涉仪结构133

二 干涉仪的干涉条纹133

三 补偿片G2的作用134

四 付里叶变换光谱仪136

7.6 光波场的时间相干性137

7.7法布里－珀罗干涉仪138

— 装置结构138

二 透射相干光强分布139

三 法布里－珀罗干涉仪的精细度140

四 作为高分辨本领分光元件141

五 干涉滤光片143

思考题143

习题145

第八章光的衍射147

8.1光的衍射现象147

一 什么是光的衍射147

二 衍射屏和屏函数148

三 菲涅耳衍射和夫琅和费衍射149

8.2惠更斯－菲涅耳原理149

一 惠更斯原理及其困难149

二 惠更斯－菲涅耳原理150

三 基尔霍夫衍射积分公式151

8.3 基尔霍夫公式的近似和衍射区域的划分152

8.4菲涅耳圆孔和圆屏衍射154

一 菲涅耳半波带法154

二 振幅矢量图解法157

三 菲涅耳圆孔衍射158

四 菲涅耳圆屏衍射159

8.5波带片161

一 波带片的制作原理161

二 波带片的焦点162

三 波带片对轴上物点成像的规律163

8.6夫琅和费单狭缝和矩孔衍射164

一 单狭缝164

二 矩孔168

8.7夫琅和费圆孔衍射 光源的共轭像面上的衍射场170

一 夫琅和费圆孔衍射170

二 光源的共轭像面上的衍射场172

8.8 互补屏 巴俾涅原理173

8.9成像仪器的像分辨本领173

一 分辨本领的概念 瑞利判据173

二 人眼的分辨本领175

三 望远镜的分辨本领 自适应光学技术175

四 显微镜的分辨本领177

五 照相机的分辨本领179

8.10 多缝的夫琅和费衍射180

8.11衍射光栅183

一 平面透射振幅光栅183

二 闪耀光栅186

三 正弦振幅光栅188

8.12 泰保效应190

8.13X射线的衍射191

一 概述191

二 布喇格公式192

三 X射线衍射的实验方法194

8.14全息照相195

一 什么是全息照相195

二 全息照相的原理196

三 全息图的主要类型199

四 全息照相的特点及应用举例201

五 拍摄全息图的要求202

思考题202

习题204

第九章付里叶光学基础207

9.1预备知识207

一 付里叶变换207

二 线性空间不变系统的输入输出描述法209

三 卷积213

9.2对菲涅耳衍射和夫琅和费衍射的再认识216

一 衍射现象216

二 菲涅耳衍射217

三 夫琅和费衍射219

9.3理想薄透镜的付里叶变换性质219

一 球面透镜的作用219

二 物紧靠透镜221

三 物放在透镜的前面222

9.4付里叶变换的基本性质224

一 运算的对应关系224

二 函数的对应和它们的物理意义226

9.5从波动光学的观点研究透镜的成像作用228

一 两透镜成像228

二 单透镜成像229

9.6三种常用的相干光图像处理系统231

一 三透镜4F系统231

二 两透镜系统231

三 单透镜系统232

9.7空间滤波和光信息处理233

一 衍射光栅的实验234

二 网格实验236

三 相衬法237

四 0调制实验238

五 二元图像的光逻辑运算238

思考题238

习题239

第十章晶体的光学性质241

10.1 各向异性介质的极化和极化张量241

10.2双折射243

一 双折射现象及其特点243

二 解释双折射现象的预备知识244

三 用波面的概念解释双折射现象249

10.3偏振棱镜和波晶片250

一 偏振棱镜251

二 人造偏振片252

三 马吕斯定律253

四 波晶片253

五 巴俾涅和索累补偿器255

10.4 各类偏振光的分析与检验258

10.5偏振光干涉260

一 平行偏振光的干涉260

二 会聚偏振光的干涉263

10.6旋光现象264

一 旋光现象265

二 旋光现象的解释及验证266

10.7磁光效应268

一 法拉第效应269

二 磁光效应的应用270

三 佛克脱效应和康顿—莫顿效应270

10.8电光效应271

一 克尔效应271

二 泡克尔斯效应272

三 电光效应的应用273

10.9 光弹效应274

10.10偏振的矩阵表示276

一 偏振光的矩阵表示276

二 正交偏振278

三 线性偏振器件的琼斯矩阵279

四 光偏振态的变换280

思考题281

习题283

第十一章介质对光的吸收和色散286

11.1 介质对光的吸收286

11.2 吸收光谱和物体的颜色288

11.3 光在介质中的色散292

11.4 色散和吸收的经典电子理论294

11.5 相速和波包的群速300

11.6 金属的光学性质304

思考题308

习题308

第十二章热辐射和光子概念310

12.1 辐射量及热辐射的特征310

12.2 基尔霍夫定律和黑体辐射312

12.3 普朗克辐射公式和能量子假设315

12.4 光电效应和光子318

12.5 光的波粒二象性322

12.6 光测高温方法324

思考题328

习题329

第十三章光的散射330

13.1 光散射的基本概念330

13.2自由电子对光的散射332

一 自由电子的汤姆孙散射332

二 自由电子的康普顿散射333

13.3中性原子和分子对光的弹性散射——瑞利散射和康普顿散射334

一 瑞利散射334

二 光学共振336

三 康普顿散射337

13.4 原子和分子对光的非弹性散射——喇曼散射和布里渊散射338

13.5 细粒的米氏散射342

习题344

第十四章激光和非线性光学345

14.1光的自发辐射 受激辐射和受激吸收345

一 光的发射、吸收和受激发射345

二 自发辐射、受激吸收和受激辐射的关系346

三 爱因斯坦关系式的物理意义347

14.2粒子数反转及光抽运347

一 粒子数反转347

二 光抽运348

三 实现粒子数反转的两种系统348

14.3激光器的基本结构和激光的形成350

一 激光器的基本结构350

二 工作物质的放大作用350

三 谐振腔351

四 阈值条件351

14.4激光的频率特性 纵模和横模352

一 谐振腔的作用353

二 纵模间隔 激光的线宽353

三 激光的横模354

14.5激光的特性和应用356

一 激光的特性356

二 激光的应用356

14.6 非线性光学概述357

14.7光学倍频效应359

一 二次谐波的产生359

二 位相匹配360

14.8光学混频 参量放大及振荡362

一 光学混频效应362

二 光学参量放大与振荡362

14.9其它非线性光学效应363

一 光束的自作用现象363

二 双光子激发364

三 光学双稳态效应364

习题366

习题答案367