《波动光学》

绪论1

第一章波动的数学描述6

1-1波动方程标量波矢量波6

1-2波动方程的几种特解6

1.平面波谐波7

2.球面波10

3.柱面波12

4.获得平面波的方法13

1-3波动的复数和相幅矢量描述法13

1.波动的复数表示法13

2.相幅矢量表示法14

1-4波的迭加原理15

1.波的迭加原理15

2.相速度群速度15

3.单色谐波波群或波包17

习题18

第二章光波的基本性质19

2-1麦克斯韦方程组电磁波19

1.麦克斯韦方程组19

2.电磁波20

2-2光波就是电磁波21

1.光速21

2.折射率21

3.电磁波的横波性光波是横波22

4.能流密度矢量和光强23

5.电磁波谱与光学波谱25

2-3光的横波性及偏振26

1.轨迹方程偏振态的数学分析方法26

2.关于偏振问题的补充说明30

2-4偏振态的琼斯矢量表示法31

习题33

第三章光波在界面上的反射和折射34

3-1在介质交界面处平面波的反射和折射34

1.介质交界面处的边界条件34

2.反射定律和折射定律35

3.菲涅耳公式38

4.对菲涅耳公式的讨论40

5.反射、透射矩阵5

3-2在金属界面上光的反射和折射54

1.金属中电磁波的传播规律和金属导体的折射率54

2.在金属表面上的反射55

3.金属复折射率的实验测量57

习题58

第四章光的干涉61

4-1光波干涉的一般性原理61

1.相干条件61

2.干涉条纹的形状和规律性63

3.准单色光和白光干涉现象67

4.干涉装置68

4-2分波阵面型干涉68

1.分波（阵）面双波场干涉实验装置68

2.对分波面型干涉问题的讨论71

3.分波面双波场干涉现象的某些技术应用76

4-3驻波77

4-4分振幅型干涉80

1.平行平板双波场干涉等倾干涉条纹80

2.楔形平板双波场干涉等厚干涉条纹85

4-5关于干涉条纹定域间题的简单讨论91

4-6迈克尔逊干涉仪时时闻相干性（Ⅱ）94

1.实验装置工作原理和特点94

2.迈克尔逊干涉仅对光谱线精细结构的研究时间相干性96

4-7两种干涉仪97

1.泰曼（Twyman）-格林（Green）干涉仪97

2.马赫（Mach-泽德（Zehnder）干涉仪9

4-8多波场干涉101

1.一般性分析101

2.法布里（Fabry）-珀罗（Perot）干涉仪10

3.陆末（Lummer）-盖尔克（Gehrcke）干涉仪11

4-9薄膜光学物介1

1.单层膜11

2.双层膜和多层膜114

习题122

第五章光的衍射126

5-1衍射问题的数学分析方法123

1.惠菲原理的数学表示法127

2.基尔霍夫衍射理论127

5-2基氏衍射公式的近似和衍射区域划分131

1.振幅因子中1/rpq中rpQ的近似132

2.位相因子eJbrpO中rpQ的近似132

3.衍射区域划分132

4.两者关系的讨论134

5-3衍射问题的付里叶分析方法134

5-4单孔型夫琅和费衍射136

1.矩孔的夫琅和费衍射136

2.圆孔的夫琅和费衍射140

3.光源宽度及光谱组成对衍射效应的影响142

4.巴俾涅（Babinet）互补屏原理143

5.光的衍射和成象系统的分辨率143

5-5衍射光栅147

1.振幅型缝光栅148

2.衍射光栅与F-P干涉仪的比较159

3.计量光栅（莫光尔栅）160

4.位相型光栅闪耀光栅161

5.三维光栅165

6.光在超声场中的衍射超声光栅166

5-6菲涅耳衍射168

1.球面波的自由传播168

2.相幅矢量表示法171

3.圆孔的菲涅耳衍射172

4.圆屏的菲涅耳衍射176

5.菲涅耳波带片177

6.矩孔的菲涅耳衍射（一）菲涅耳积分179

7.考纽螺线182

8.矩孔的菲涅耳衍射（二）185

9.直边或半无穷不透明屏的菲涅耳衍射186

10.单缝的菲涅耳衍射187

习题190

第六章光的吸收散射色散195

6-1光的吸收193

6-2光的散射198

1.一般概念198

2.散射现象的实验定律198

3.散射现象的类199

4.分子散射199

5.大粒子散射201

6-3光的色散201

1.正常色散反常色散201

2.色散的经验公式204

3.初等色散-理论205

习题208

第七章晶体光学209

7-1晶体光学的数理基础209

1.张量的基本概念209

2.二阶张量的示性曲面216

3.晶体对称性对晶体物理（张量）性质的影响219

7-2介电常数张量和场方程223

1.介电常数张量223

2.介电张量主轴化224

3.介电张量椭球主折射率227

4.场量方程对偶规则229

7-3平面电磁波在晶体中的传播规律231

1.法线方程和光线方程231

2.晶体中的双折射现象233

7-4几何作图法235

1.折射率椭球δ,n）曲面235

2.折射率曲面（kon）243

3.波法线曲面（ko,vp245

4.光线曲面（sou）246

5.菲渥耳椭球（e,vr）251

7-5晶体光学性质的应用252

1.起（检）偏振器252

2.波片和位相差补偿器256

3.晶片作用的矩阵表示法258

7-6马吕定律偏振光的获得导和检测261

1.马吕定律261

2.半影式检偏器262

3.偏振光的检测262

7-7偏振光干涉263

1.平行偏振光干涉263

2.会聚偏振光干涉266

3.偏振光干涉应用的几个例子269

7-8旋光效应270

1.旋光效应的实验规律271

2.菲涅耳对旋光效应的解释271

7-9磁光效应273

1.磁致旋光效应273

2.磁致双折射柯顿…莫顿效应275

7-10电光效应275

1.描述方法275

2.普克尔效应276

3.KDP晶类的普克尔效应277

4.LiNbO3晶类的普克尔效应277

5.普克尔效应的应用282

6.克尔效应284

习题285

参考书目288

附录Ⅰ晶体结构几何理论七大晶系32点群289

附录Ⅱ各种对称操作要素的变换矩阵303

附录Ⅲ32种点群的极射赤面投影图306

附录Ⅳ32种结晶学点群308