《光学教程》

序言1

教学说明1

绪论1

0-1光学的研究内容和方法1

0-2 光学发展简史2

第一章光的干涉12

1-1 光的电磁理论12

l-2 波动的独立性、迭加性和相干性15

1-3 由单色波迭加所形成的干涉花样19

1-4 获得相干光源的方法25

1-5 菲涅耳公式34

1-6 光照射到介质薄膜时的干涉(等倾和等厚干涉)39

1-7 迈克耳孙干涉仪48

1-8 法布里-珀罗干涉仪51

1-9 干涉现象的-些应用58

附录1-1 振动迭加的三种计算方法63

附录1-2 简谐波的表达式65

附录1-3 菲涅耳公式的推导66

附录1-4 额外程差69

附录1-5 有关法布里-珀罗干涉仪的(1-27)式的推导72

附录1-6 有同一位相差的多光束的迭加73

例题75

习题80

第二章光的衍射82

2-1 光的衍射现象82

2-2 惠更斯-菲涅耳原理84

2-3 菲涅耳半波带87

2-4 菲涅耳衍射(圆孔和圆屏)91

2-5 非涅耳直边衍射98

2-6 夫琅和费单缝衍射101

2-7 夫琅和费圆孔衍射109

2-8 平面衍射光栅113

2-9 晶体对伦琴射线的衍射124

附录2-1 夫琅和费单缝衍射次波的迭加129

附录2-2 夫琅和费圆孔衍射次波的迭加130

附录2-3 平面光栅衍射次波的迭加133

例题135

习题136

第三章几何光学的基本原理139

3-1 光线的概念139

3-2 费马原理140

3-3 单心光束 实象和虚象143

3-4 光在平面界面上的反射和折射 光学纤维146

3-5 光在球面上的反射和折射153

3-6 光连续在几个球面界面上的折射 虚物的概念161

3-7 透镜164

3-8 薄透镜主轴上物点和象点之间的等光程性169

3-9 近轴物点近轴光线成象的条件171

3-10 理想光具组的基点和基面176

3-11 一般理想光具组的作图求象法和物象公式180

3-12 共轴光具组基点基面位置的确定186

附录3-1 图3-6中P1和P＇点坐标的计算191

附录3-2 棱镜最小偏向角的计算193

附录3-3 物象两点间等光程性的证明194

附录3-4 球面反射时物象之间光程的计算195

例题196

习题203

第四章光学仪器的基本原理209

4-1 助视仪器的放大本领209

4-2 目镜212

4-3 显微镜的放大本领215

4-4 望远镜的放大本领217

4-5 光瞳223

4-6 光能量的传播228

4-7 光度学单位235

4-8 物镜的聚光本领237

4-9 幻灯机的聚光和成象244

4-10 单色象差概述246

4-11 正弦定理和正弦条件253

4-12 近轴物近轴光线成象的色差256

4-13 助视仪器的分辨本领260

4-14 分光仪器的分辨本领266

例题270

习题273

5-1 自然光与偏振光275

第五章光的偏振275

5-2 反射和折射时的偏振278

5-3 光通过单轴晶体时的双折射现象284

5-4 对双折射现象的解释288

5-5 晶体中波面的传播290

5-6 偏振仪器294

5-7 椭圆偏振光和圆偏振光298

5-8 偏振光的实验检定302

5-9 偏振光的干涉305

5-10 人工双折射311

5-11 平面偏振光振动面的旋转315

5-12 偏振态的矩阵表述琼斯矢量和琼斯矩阵321

附录5-1 从渥氏棱镜出射的两束平面偏振光夹角公式(5-6)的推导328

例题329

习题331

第六章光的传播速度333

6-l 测定光速的天文学方法333

6-2 测定光速的实验室方法335

6-3 光源的运动对光速的影响345

6-4 光的相速度和群速度348

例题355

习题357

第七章光的吸收、散射和色散358

7-1 分子光学的基本概念358

7-2 光的吸收362

7-3 光的散射366

7-4 光的色散373

7-5 色散方程381

7-6 整个电磁波谱各波段的色散383

附录7-1 亥姆霍兹方程的推导386

例题389

习题391

第八章光的量子性392

8-1 热辐射 基尔霍夫定律392

8-2 黑体的经典辐射定律396

8-3 普朗克辐射公式 能量子400

8-4 热辐射定律的应用401

8-5 光电效应403

8-6 爱因斯坦的量子解释407

8-7 康普顿效应410

8-8 光压415

8-9 德布罗意波416

8-10 波粒二象性420

附录8-1 从维恩定律(8-7)式推导位移定律423

附录8-2 从普朗克公式推导斯忒藩-玻尔兹曼定律424

附录8-3 从普朗克公式推导维恩位移定律424

例题425

习题426

第九章现代光学基础428

9-1 原子发光的机理428

9-2 光与原子相互作用431

9-3 粒子数反转436

9-4 光振荡442

9-5 激光的单色性448

9-6 激光的相干性457

9-7 激光器的种类462

9-8 非线性光学469

9-9 全息照相476

9-10 傅里叶光学的几个基本概念483

9-11 阿贝成象原理490

9-12 阿贝-波特实验和空间滤波495

附录9-1 傅里叶变换496

附录9-2 单色光波复振幅的展开497

例题498

习题499

主要参考书目500

参考资料500

附表501

一、基本物理常数表501

二、常用波长表(夫琅和费线)503

三、常用晶体及光学玻璃的折射率表504

四、液体折射率表(对5893？)504

五、晶体的折射率n0和ne表(对5893?)505

六、常用激光器波长表505

习题答案507

汉英词汇索引510