《大学物理 第3册 光学与量子物理》

第五篇　波动光学1

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

四．获得相干光的一般方法29

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

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（分割振幅的干涉）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？、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

第二十章　光的衍射70

20-1　光的衍射现象　惠更斯-菲涅耳原理70

一．光的衍射现象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．阿贝成像原理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177

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．用光子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

24-5　氢原子的量子力学处理252

一．氢原子的薛定谔方程252

二．量子化条件和量子数254

三．电子的空间几率分布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

24-9　激光的特性及应用286

一．激光的特性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