《物理光学》

第一章光波的基本性质1

1-1 电磁场基本方程1

1-1-1 麦克斯韦方程组1

1-1-2 物质方程2

1-1-3 能量定律，波印廷矢量3

1-1-4 波动方程4

1-2 电磁波4

1-2-1 平面波 球面波 谐波5

1-2-2 光波的复数表达式9

1-2-3 空间频率与空间频率谱12

1-2-4 相速度和群速度16

1-2-5 光的横波性 偏振态及其表示19

1-3 光波在各向同性燃质界面上的反射和折射29

1-3-1 边界条件29

1-3-2 反射定律和折射定律32

1-3-3 菲涅耳公式33

1-3-4　反射率和透射率36

1-3-5 反射和折射时的偏振40

1-3-6 在垂直入射和斜入射情况下反射光的相位跃变41

1-3-7 全反射43

1-4 光波在金属表面上的反射和折射48

1-4-1 导体中的电磁波48

1-4-2 金属对光的反射和折射50

习题54

第二章光的干涉57

2-1 两单色光波的干涉57

2-2 分波面的双光束干涉58

2-2-1 获得相干光的方法58

2-2-2 双缝干涉60

2-2-3 其它分波面干涉的装置61

2-3 分?幅的双光束干涉63

2-3-1 等倾干涉63

2-3-2 等厚干涉67

2-3-3 迈克耳逊干涉仪71

2-4　光源的相干性73

2-4-1 相干长度和时间相干性73

2-4-2 相干时间和谱线宽度间的关系75

2-4-3 空间相干性78

2-4-4 光原尺寸对干涉效应的影响80

2-5 驻波82

2-6 平行平板的多光束干涉84

2-6-1 多光束干涉的强度分布84

2-6-2 干涉条纹的特点88

2-7 法布里-珀罗干涉仪89

2-7-1 干涉仪的结构89

2-7-2 干涉仪的性能参数90

2-7-3 干涉仪应用举例94

2-8-1 单层光学膜97

2-8 光学薄膜简介97

2-8-2 多层光学膜100

习题104

第三章光的衍射108

3-1 衍射的基本理论108

3-1-1 惠更斯-菲涅耳原理108

3-1-2 基尔霍夫衍射公式110

3-1-3 大琅和菲衍射和菲涅耳衍射116

3-2-1 衍射光强的计算119

3-2 夫琅和菲单缝衍射119

3-2-2 对光强分布公式的分析120

3-3 巴俾涅原理122

3-4 夫浪和菲多缝衍射123

3-4-1 双缝的干涉和衍射123

3-4-2 多缝的干涉和衍射125

3-5 衍射光栅128

3-5-1 平面衍射光栅128

3-5-2 闪耀光栅132

3-5-3 凹面光栅134

3-5-4 超声光栅137

3-6 夫琅和菲圆孔衍射141

3-6-1 圆孔衍射141

3-6-2 理想光学系统的分辨本领143

3-7 菲涅耳衍射147

3-7-1 圆孔衍射147

3-7-2 圆屏衍射151

3-7-3 直边衍射和单缝衍射152

3-7-4 波带片157

习题159

第四章光的吸收、色散和散射164

4-1 光和物质相互作用的经典理论164

4-1-1 麦克斯韦电磁理论的困难164

4-1-2 谐振子的受迫振动165

4-1-3 折射率和极化率168

4-2 光的吸收169

4-2-1 一般吸收和选择吸收169

4-2-2 气体的吸收171

4-2-3 固体和液体的吸收172

4-3 光的色散173

4-3-1 正常色散173

4-3-2 反常色散174

4-3-3 色散现象的解释175

4-4 光的散射176

4-4-1 光的散射现象176

4-4-2 瑞利散射的特点177

4-4-3 米氏散射的特点179

习题180

第五章晶体光学基础181

5-1 晶体的介电张量181

5-2-1 各向异性晶体中的电磁场方程183

5-2 单色平面电磁波在各向异性媒质中的传播183

5-2-2 光在晶体中的传播(解析法)185

5-2-3 光在晶体中的传播(图解法)190

5-3 平面光波在晶体表面上的反射和折射203

5-3-1 光在晶体表面上的反射定律和折射定律203

5-3-2 单轴晶体中的光路205

5-4 偏振器和补偿器209

5-4-1 反射型偏振器209

5-4-2 双折射型偏振器210

5-4-3 散射型和二向色型偏振器212

5-4-4 波片和补偿器213

5-4-5 通过光学元件后光强的计算216

5-5 光波通过晶体后的干涉220

5-5-1 平行光的偏光干涉220

5-5-2 会聚光的偏光干涉223

5-6-1 电光效应的基本原理230

5-6 晶体的电光效应230

5-6-2 晶体的线性电光系数232

5-6-3 晶体对称性对电光系数矩阵的影响233

5-6-4 KDP型晶体的线性电光效应237

5-6-5 晶体的二次电光效应243

5-7 晶体的旋光性和磁致旋光效应246

5-7-1　旋光现象246

5-7-2 对旋光现象的解释247

5-7-3　旋光晶体的双折射249

5-7-4 磁致旋光效应251

习题252

附录张量的基本知识257

一、什么是张量257

二、张量的变换258

三、对称张量和反对称张量260

四、二阶对称张量的示性面261

参考资料263