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目录1

第一章 光是什么？1

1.1 引言1

1.2 微粒模型1

前言1

1.3 波动模型2

1.4 辐射的微粒性4

1.5 测不准原理5

1.6 物质波的几率解释7

1.7 怎样理解干涉实验9

1.8 光子的偏振10

习题11

参考文献和参考书目12

第一篇 几何光学14

第二章 费马原理及其应用14

2.1 引言14

2.2 从费马原理推导反射定律和折射定律15

2.3 费马原理在非均匀媒质中的应用20

2.4 光线在各向同性媒质与各向异性媒质的分界面的折射25

习题28

参考文献和参考书目30

第三章 傍轴光学中的矩阵方法31

3.1 引言31

3.2 矩阵方法32

3.3 主平面38

3.4 节平面40

3.5 两个薄透镜的组合41

习题43

参考文献和参考书目44

4.2 色差45

第四章 像差45

4.1 引言45

4.2.1 消色差双合透镜46

4.2.2 双分离透镜的色差的消除48

4.3 球差49

4.4 彗差55

4.5 像散和场曲58

4.6 畸变60

习题61

参考文献和参考书目61

第二篇 振动与波63

5.1 定义63

第五章 简谐运动63

5.2 简谐运动举例65

习题68

第六章 受迫振动和折射率的起源69

6.1 阻尼简谐运动69

6.2 受迫振动71

6.3 共振72

6.4 折射率的起源74

习题80

第七章 傅里叶级数及其应用82

7.1 傅里叶分析82

7.2 弦的横向振动86

7.3 傅里叶级数在研究受迫振动中的应用89

7.4 傅里叶积分90

7.5 波包的群速度92

习题97

参考文献和参考书目98

第八章 波的传播和波动方程99

8.1 引言99

8.2 正弦波：频率和波长的概念101

8.3 波的种类102

8.4 波动的能量传输102

8.5 一维波动方程104

8.6 拉紧的弦的横向振动106

8.7 固体中的纵声波107

8.8 气体中的纵波108

8.9 一维波动方程的通解110

习题116

参考文献和参考书目117

9.2 惠更斯原理118

第九章 惠更斯原理及其应用118

9.1 引言118

9.3 光的直线传播119

9.4 应用惠更斯原理研究折射和反射121

习题128

9.5 惠更斯原理在非均匀媒质中的应用128

参考文献和参考书目129

第三篇 干涉130

第十章 波的叠加130

10.1 引言130

10.2 弦上的驻波130

10.3 在一根两端固定的弦上的驻波132

10.4 光驻波：艾夫斯和维纳实验133

10.5 两个正弦波的叠加134

10.6 研究正弦波叠加的图解法135

10.7 复数表示法137

习题138

11.2 在水面上产生的干涉图样140

11.1 引言140

第十一章 波前分割法产生的两光束干涉140

11.3 相干性145

11.4 光波的干涉146

11.5 干涉图样147

11.6 强度分布149

11.7 菲涅耳双面镜装置153

11.8 菲涅耳双棱镜153

11.9 白光产生的干涉154

11.10 条纹的位移155

11.11 洛埃镜装置156

11.12 反射时的位相变化157

习题158

12.1 引言160

12.2 平面波照射平行平面薄膜产生的干涉160

第十二章 振幅分割法产生的干涉160

12.3 余弦定律162

12.4 消反射膜163

12.5 薄膜淀积法产生的高反射率165

12.6 点光源照射平行平面薄膜产生的干涉166

12.7 两反射面不平行的薄膜产生的干涉168

12.8 薄膜的颜色171

12.9 牛顿环172

12.10 迈克耳孙干涉仪177

习题180

第十三章 多光束干涉量度学181

13.1 引言181

13.2 平行平面板的多次反射181

13.3 法布里-珀罗干涉仪184

13.3.1 法布里-珀罗干涉仪的分辨本领185

13.4 陆末-盖尔克板187

13.5 干涉滤波器188

参考文献和参考书目189

习题189

14.1 时间相干性191

第十四章 相干性191

14.2 线宽192

14.3 双孔实验中的条纹可见度195

14.4 空间相干性197

14.5 迈克耳孙测星干涉仪199

14.6 光学拍200

习题202

参考文献和参考书目203

第四篇 衍射204

第十五章 夫琅和费衍射204

15.1 引言204

15.2 单缝的衍射图样205

15.3 圆孔衍射210

15.4 分辨极限212

15.5 双缝的夫琅和费衍射图样216

15.5.1 极大值和极小值的位置217

15.6 多缝的夫琅和费衍射图样219

15.6.1 极大值和极小值的位置220

15.6.2 主极大的宽度221

15.7 衍射光栅222

15.7.1 光栅光谱223

15.7.2 光栅的分辨本领225

15.8 斜入射226

15.9 X射线衍射227

15.10 自聚焦现象231

15.11 空间频率滤波234

习题238

16.2 菲涅耳半周期带240

第十六章 菲涅耳衍射240

16.1 引言240

16.3 波带片243

16.4 直边衍射245

16.5 平面波的直边衍射——更严密的理论248

16.6 平面波的狭缝衍射和向夫琅和费区的过渡254

16.7 圆孔的菲涅耳衍射257

16.8 圆屏的衍射259

16.9.1 矩孔260

16.9 孔的夫琅和费衍射260

16.9.2 圆孔262

习题264

参考文献和参考书目265

第十七章 全息术266

17.1 引言266

17.2 全息术的理论267

17.3 全息术的要求272

17.4 全息术的一些应用273

习题275

参考文献和参考书目275

第五篇 光的电磁性质276

第十八章 偏振和双折射276

18.1 引言276

18.2 偏振光的产生279

18.2.1 线栅偏振器和偏振片279

18.2.2 由反射产生偏振280

18.2.3 由双折射产生偏振280

18.3 马吕斯定律282

18.2.4 由散射产生偏振282

18.4 两个扰动的叠加283

18.4.1 数学分析285

18.5 双折射现象286

18.6 偏振光的干涉290

18.7 偏振光的分析294

18.8 平面波在各向异性媒质里的传播294

习题300

参考文献和参考书目301

第十九章 电磁波303

19.1 麦克斯韦方程组303

19.2 电介质中的平面波304

19.3 电介质中的三维波动方程308

19.4 坡印廷矢量309

19.4.1 振荡偶极子311

19.5 电磁波的能量密度和强度312

19.6 辐射压力314

19.7 导电媒质中的波动方程315

19.8 连续性条件318

19.9 麦克斯韦方程组的物理意义319

习题321

20.2 平面电磁波在两种电介质的分界面上的反射323

20.1 引言323

第二十章 电磁波的反射和折射323

20.3 导电媒质的反射337

习题339

参考文献和参考书目339

第六篇 光子341

第二十一章 辐射的微粒性341

21.1 引言341

21.2 光电效应341

21.3 康普顿效应343

习题346

参考文献和参考书目347

第七篇 相干光源348

第二十二章 激光器：初步的说明348

22.1 引言348

22.2 自发发射和受激发射350

22.3 粒子数反转351

22.4 谐振腔354

22.5 氦氖激光器359

习题360

参考文献和参考书目360