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目录1

（上册）1

绪论1

第一章 几何光学1

§1.1 光线传播的基本规律1

1.1.1 光线传播的实验规律1

1.1.2 费马原理——光线传播的普遍规律8

§1.2 成像的基本原理17

1.2.1 成像的基本概念17

1.2.2 单球面及共轴球面系统傍轴成像（逐次成像）20

1.2.3 薄透镜傍轴成像30

1.2.4 光焦度 高斯公式和牛顿公式 作图法33

1.2.5 共轴球面系统傍轴成像（基面成像）39

1.2.6 共轴球面系统傍轴成像的矩阵方法50

§1.3 成像仪器61

1.3.1 眼睛61

1.3.2 放大镜和目镜65

1.3.3 显微镜69

1.3.4 望远镜72

1.4.1 光阑75

§1.4 光阑与像差75

1.4.2 像差79

§1.5 光度学和辐射度量学86

1.5.1 辐射通量 视见函数 光通量87

1.5.2 光源发光能力的描述91

1.5.3 余弦发射体和定向发射体95

1.5.4 光场中的照度97

1.5.5 像的亮度和照度100

1.5.6 辐射度量学中的量104

习题104

2.1.1 波的基本概念115

第二章 波动光学通论115

§2.1 波的概念与光的电磁理论基础115

2.1.2 光的电磁理论基础116

§2.2 波的数学描述121

2.2.1 波的实数表示与时空周期性121

2.2.2 波的复数表示与复振幅132

2.2.3 波的矢量表示138

§2.3 波的迭加139

2.3.1 波的迭加原理139

2.3.2 同频率简谐波迭加的一般分析及干涉概念140

2.3.3 两列同频率、同向振动的平面波的迭加142

2.3.4 两列同频率、同向振动、反向传播的平面波的迭加——光驻波147

2.3.5 两列同频率、振动方向互相垂直、同向传播的平面波的迭加——椭圆偏振光的形成及特征151

2.3.6 两列频率相近、同向振动、同向传播的平面波的迭加——光学拍158

§2.4 光的偏振态161

2.4.1 完全偏振光——线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光161

2.4.2 非偏振光——自然光163

2.4.3 部分偏振光及偏振度165

2.4.4 偏振片及其光强响应166

2.4.5 偏振光模型的多样性与等效性172

2.5.1 周期波的分析——傅里叶级数176

§2.5 波的傅里叶分析176

2.5.2 非周期波的分析——傅里叶积分178

2.5.3 波在空域和时域中的反比关系182

§2.6 光在两种各向同性介质界面的反射与折射186

2.6.1 反射与折射时光的振幅比 菲涅耳公式186

2.6.2 反射与折射时光的能流比与光强比191

2.6.3 反射光与折射光的相位变化196

2.6.4 反射光与折射光的偏振态202

2.6.5 全反射与隐失波206

习题213

§3.1 光的相干条件222

3.1.1 光的相干条件222

第三章 光的干涉222

3.1.2 干涉条纹的衬比度227

3.1.3 相干光束的产生方法229

§3.2 分波前干涉230

3.2.1 杨氏实验230

3.2.2 其它分波前装置238

§3.3 光场的相干性243

3.3.1 光源空间展宽的影响 光场的空间相干性243

3.3.2 光源光谱展宽的影响 光场的时间相干性252

3.3.3 部分相干性理论基础260

3.4.1 点光源的干涉及干涉条纹的定域概念266

§3.4 分振幅干涉（一）：薄板的双光束干涉266

3.4.2 等倾干涉268

3.4.3 等厚干涉275

3.4.4 薄膜干涉定域及光源临界宽度的进一步讨论287

3.4.5 迈克耳孙干涉仪291

§3.5 分振幅干涉（二）：平行平板的多光束干涉301

3.5.1 平行平板多光束干涉的分析302

3.5.2 法布里—珀罗干涉仪311

3.5.3 光学薄膜简介318

习题323

4.1.1 衍射现象概述331

§4.1 衍射的基本原理及分类331

目录331

第四章 光的衍射331

（下册）331

4.1.2 惠更斯—菲涅耳原理及平面屏衍射理论333

4.1.3 衍射问题的近似处理及分类341

§4.2 菲涅耳衍射346

4.2.1 菲涅耳衍射的分析方法346

4.2.2 圆孔、圆屏及某些环扇形孔径的衍射351

4.2.3 菲涅耳波带片361

4.3.1 单缝衍射367

§4.3 夫琅禾费衍射（一）：连通孔径367

4.3.2 矩孔衍射379

4.3.3 圆孔衍射383

§4.4 光学成像系统的分辨本领386

§4.5 夫琅禾费衍射（二）：非连通孔径392

4.5.1 多缝衍射393

4.5.2 夫琅禾费衍射的一般性质及其它孔径的衍射402

§4.6 光栅405

4.6.1 光栅的主要性能405

4.6.2 闪耀光栅、阶梯光栅及三维光栅411

4.6.3 棱镜光谱仪及其与光栅、法-珀干涉仪分光性能的比较418

§4.7 相干光成像系统的频谱分析422

4.7.1 复振幅透过率及其空间频率谱的物理意义………（423 ）4.7.2 透镜的傅里叶变换作用426

4.7.3 阿贝成像理论及空间滤波428

§4.8 全息照相的原理与特点435

习题440

第五章 光在晶体中的传播451

§5.1 晶体双折射451

5.1.1 双折射现象 基本定义与规律451

5.1.2 单轴晶体中的波面——惠更斯假设454

5.1.3 平面波在单轴晶体内的传播——惠更斯作图法457

5.1.4 单轴晶体双折射的进一步讨论461

§5.2 晶体光学器件 偏振光的检验468

5.2.1 线偏振器468

5.2.2 相位延迟器——波晶片和补偿器474

5.2.3 圆偏振器478

5.2.4 光通过波晶片后偏振态的变化482

5.2.5 偏振光的检验486

§5.3 偏振光的干涉487

5.3.1 平行偏振光的干涉487

5.3.2 人工双折射与偏振光的干涉493

5.3.3 会聚偏振光的干涉499

5.3.4 波动光学中相位规定的自洽性503

5.4.1 旋光与圆二色性507

§5.4 旋光507

5.4.2 磁致旋光514

§5.5 偏振态及其变换的矩阵描述517

习题527

第六章 光的吸收 色散和散射533

§6.1 光的吸收533

6.1.1 吸收定律与复折射率533

6.1.2 吸收与波长的关系537

6.2.1 色散概念及其规律540

§6.2 光的色散540

6.2.2 吸收和色散的经典电子理论546

6.2.3 光的相速和群速550

§6.3 光的散射556

6.3.1 瑞利散射、米氏散射及大粒子散射557

6.3.2 拉曼散射563

习题566

第七章 光的量子性 激光568

§7.1 黑体辐射568

7.1.1 两种不同形式的辐射568

7.1.2 基尔霍夫热辐射定律570

7.1.3 黑体辐射的实验规律573

7.1.4 黑体辐射的经典理论及其与实验的矛盾577

7.1.5 能量子假设与普朗克公式582

7.1.6 光测高温法586

§7.2 光的粒子性及其实验基础588

7.2.1 光电效应588

7.2.2 康普顿效应594

7.2.3 光压600

7.3.1 光的粒子性601

§7.3 光的波粒二象性601

7.3.2 光的波粒二象性及其概率解释602

§7.4 激光606

7.4.1 产生激光的基本原理606

7.4.2 激光器的组成及工作过程613

7.4.3 激光的主要特点和应用624

7.4.4 非线性光学简介626

习题629

附录Ⅰ 一些光学介质的折射率633

附录Ⅱ 典型谱线的波长与颜色634

附录Ⅲ 常用物理常数表635