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第四章 衍射光栅1

§1 多缝夫琅和费衍射2

1．1 实验装置和衍射图样2

1．2 N缝衍射的振幅分布和强度分布4

1．3 缝间干涉因子的特点7

1．4 单缝衍射因子的作用9

1．5 复振幅的计算 黑白光栅和正弦光栅11

思考题15

习题16

§2 光栅光谱仪18

2．1 光栅的分光原理18

2．2 光栅的色散本领和色分辨本领18

2．3 量程与自由光谱范围22

2．4 闪耀光栅23

2．5 棱镜光谱仪的色分辨本领27

思考题29

习题30

3．1 晶体点阵31

3．2 X射线31

§3 三维光栅——X射线在晶体上的衍射31

3．3 X射线在晶体上的衍射——布喇格条件32

3．4 劳厄相和德拜相37

思考题38

第五章 傅里叶变换光学39

§1 衍射系统的屏函数和相因子判断法40

1．1 衍射系统及其屏函数40

1．2 相因子判断法42

1．3 透镜的作用及其位相变换函数45

1．4 高斯光束经透镜后的变换49

1．5 棱镜的位相变换函数50

习题52

§2 正弦光栅的衍射53

2．1 空间频率概念53

2．2 正弦光栅55

2．3 正弦光栅的衍射图样56

2．4 正弦光栅的组合58

2．5 任意光栅的屏函数及其傅里叶级数展开60

2．6 过高频信息产生的衰逝波64

2．7 对夫琅和费衍射的再认识65

习题67

§3 阿贝成像原理与相衬显微镜70

3．1 阿贝成像原理70

3．2 空间滤波概念73

3．3 阿贝-波特空间滤波实验75

3．4 相衬显微镜77

思考题80

习题81

§4 夫琅和费衍射场的标准形式81

4．1 接收夫琅和费衍射场的实验装置82

4．2 夫琅和费衍射积分的标准形式83

4．3 结论和意义85

思考题86

习题86

思考题87

§5 傅里叶变换 δ函数87

5．1 傅里叶积分变换87

5．2 几种典型函数的频谱90

5．3 傅里叶变换的性质96

5．4 δ函数102

5．5 δ函数的性质104

5．6 δ函数的傅里叶变换105

习题110

§6 空间滤波和信息处理112

6．1 用夫琅和费衍射实现屏函数的傅里叶变换112

6．2 相干光学图像处理系统(4F系统)117

6．3 空间滤波实验123

思考题126

习题127

§7 点扩展函数与光学传递函数128

7．1 光学系统的像质评价问题128

7．2 点扩展函数129

7．3 等晕区内像面与物面上强度分布的卷积关系131

7．4 简谐信息是空不变系统(等晕区)的本征信息132

7．5 光学传递函数135

7．7 小结139

7．6 传递函数在像质评价上的意义139

思考题140

习题140

第六章 全息照相142

§1 全息照相的过程与特点142

§2 全息照相的原理145

2．1 惠更斯-菲涅耳原理的实质——无源空间边值定解145

2．2 波前的全息记录147

2．3 物光波前的再现149

2．4 线性和二次位相变换函数的作用152

2．5 体全息155

2．6 小结155

思考题156

习题157

§3 全息术应用简介159

3．1 圣息电影和全息电视159

3．2 全息显微技术159

3．3 全息干涉技术159

3．4 红外、微波及超声全息照相技术160

3．5 全息照相存储技术161

§4 傅里叶全息图及其应用举例162

4．1 傅里叶全息图162

4．2 特征字符识别162

第七章 光在晶体中的传播165

§1 双折射165

1．1 双折射现象和基本规律165

1．2 单轴晶体中的波面167

1．3 晶体的惠更斯作图法169

1．4 法线速度(相速)与射线速度 波法面与射线面172

1．5 折射率椭球175

1．6 双轴晶体178

思考题180

习题181

§2 晶体光学器件182

2．1 晶体偏振器182

2．2 波晶片——位相延迟片184

思考题186

§3 圆偏振光和椭圆偏振光的获得和检验187

3．1 垂直振动的合成187

习题187

3．2 圆偏振光和椭圆偏振光的获得191

3．3 圆偏振光和椭圆偏振光通过检偏器后强度的变化193

3．4 通过波晶片后光束偏振状态的变化194

3．5 圆偏振光和椭圆偏振光的检验197

思考题199

习题201

§4 偏振光的干涉及其应用202

4．1 偏振器间的波晶片202

4．2 显色偏振205

4．3 偏振光的干涉条纹206

4．4 光测弹性207

4．5 克尔效应与泡克耳斯效应209

4．6 会聚偏振光的干涉211

思考题213

习题214

§5 旋光215

5．1 石英的旋光现象215

5．2 菲涅耳对旋光性的解释217

5．3 旋光晶体内的波面220

5．4 量糖术222

5．5 磁致旋光——法拉第旋转223

思考题225

习题226

§1 光的吸收228

1．1 吸收的线性规律228

第八章 光的吸收、色散和散射228

1．2 复数折射率的意义230

1．3 光的吸收与波长的关系230

1．4 吸收光谱231

习题234

§2 色散234

2．1 正常色散234

2．2 反常色散235

2．3 一种物质的全部色散曲线237

2．4 经典色散理论238

习题244

§3 群速244

4．1 散射与媒质不均匀性尺度的关系249

§4 光的散射249

思考题249

习题249

4．2 瑞利散射定律251

4．3 散射光强的角分布和偏振状态253

4．4 喇曼散射254

思考题257

习题257

第九章 光的量子性 激光258

§1 热辐射258

1．1 热辐射的一般特征及辐射场的定量描述258

1．2 基尔霍夫定律261

1．3 绝对黑体和黑体辐射263

1．4 斯特藩-玻耳兹曼定律和维恩位移定律266

1．5 维恩公式和瑞利-金斯公式267

1．6 普朗克公式和能量子假说269

1．7 光源的发光效率271

1．8 光测高温法273

思考题274

习题274

§2 光的粒子性和波粒二象性276

2．1 光电效应276

2．2 爱因斯坦光子假说与光电效应的解释279

2．3 康普顿效应281

2．4 波粒二象性285

思考题289

习题290

§3 玻尔原子模型与爱因斯坦辐射理论291

3．1 原子结构经典理论的困难291

3．2 氢原子光谱中的谱线系293

3．3 玻尔假说295

3．4 粒子数按能级的统计分布297

3．5 自发辐射、受激辐射和受激吸收298

3．6 粒子数反转与光放大301

3．7 能级的寿命302

习题303

4．1 激光概述304

§4 激光的产生304

4．2 激活介质中反转分布的实现306

4．3 增益系数308

4．4 谐振腔的作用309

§5 激光器对频率的选择314

5．1 由谐振腔决定的纵模间隔和单模线宽315

5．2 由激活介质辐射决定的线宽317

5．3 小结318

§6 激光的特性及应用319

6．1 激光光束的特性319

6．2 激光的应用322

6．3 光速的测量与长度单位“米”的定义324

6．4 非线性光学效应327