光学

　　《光学》是教育部“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革汁划”的研究成果，是面向21世纪课程教材和普通高等教育“九五”规划教材．全书对传统教学内容进行了精选、整合和重构，将光学的近代发展纳入基础内容，将新观点、新技术、新方法和传统内容有机结合，既注重理论也重视应用，体现了物理教学“宽专业、厚基础、高科技”的原则，内容讲述由浅入深、循序渐进、体系完整、概念清晰．全书包括几何光学、光波场的描述、光的干涉、光的衍射、光的偏振、成像仪器与光谱仪、光源和光探测器、非线性光学等内容。《面向21世纪课程教材：光学》可作为物理类专业课程的教材，也可供有关专业的学生和教师参考。

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引言.
第一章　几何光学
§1　几何光学的基本定律和费马原理
1.1　基本定律
1.2　费马（fermat）原理
§2　成像的基本概念
2.1　物和像
2.2　理想光学系统 物像之间的共轭性
2.3　物像之间的等光程性
§3　傍轴条件下的单球面折射成像
3.1　傍轴条件
3.2　符号规则
3.3　傍轴球面折射的物像关系式
3.4　放大率
§4　薄透镜的成像公式和放大率
§5　共轴球面系统
§6　光学系统中的光阑
6.1　孔径光阑 入射光瞳和出射光瞳
6.2　视场光阑 入射窗和出射窗
6.3　光阑与景深
.6.4　相对孔径和f数
§7　像差
7.1　几何像差 波像差
7.2　球差
7.3　彗差
7.4　像散
7.5　像场弯曲（场曲）
7.6　畸变
7.7　色差
7.8　齐明点（不晕点）油浸物镜
习题与思考题
第二章　光波场的描述
§1　简谐波的数学描述
1.1　一维平面简谐波
1.2　三维平面简谐波
1.3　球面波 傍轴近似和远场近似
§2　波动方程和叠加原理
§3　傅里叶
3.1　傅里叶级数
3.2　傅里叶积分
§4　光波是电磁波
§5　光的偏振态
5.1　光的偏振态
5.2　两个频率相同、振动方向互相垂直的简谐波的叠加
习题与思考题
第三章　光通过各向同性介质及其界面所发生的现象
§1　光在各向同性介质界面上的反射和折射
1.1　菲涅耳反射折射公式
1.2　振幅反射（透射）比 相位跃变（相移）
1.3　反射率和透射率
1.4　布儒斯特（brewster）定律
1.5　反射光与折射光的偏振态
1.6　全反射与隐失波（近场光学）
1.7　受抑全反射（光子隧道效应）
§2　光的吸收
§3　光的色散
3.1　正常色散和反常色散
3.2　群速度
§4　光的散射
4.1　非纯净介质中的光散射
4.2　纯净介质中的分子散射
4.3　拉曼（raman）散射
4.4　布里渊（brillouin）散射
4.5　康普顿（compton）散射
习题与思考题
第四章　光的干涉
§1　相干光
1.1　相干条件和相干叠加
1.2　非相干叠加
1.3　相干光的获得
§2　杨氏（young）实验
2.1　实验装置与光强分布
2.2　干涉条纹的形状和间距
2.3　干涉条纹的可见度
2.4　光源宽度对条纹可见度的影响 空间相干性
2.5　光源的非单色性对可见度的影响 时间相干性
§3　薄膜干涉
3.1　干涉条纹的定域
3.2　等倾干涉
3.3　等厚干涉
3.4　透射光的干涉条纹
§4　迈克耳孙（michelson）干涉仪
§5　法布里-珀罗（fabry-perot）干涉仪
§6　激光谐振腔的选模原理
§7　光学薄膜
7.1　单层增透膜和增反膜
7.2　多层介质高反射膜
7.3　干涉滤光片
习题与思考题
第五章　光的衍射
§1　光的衍射现象
§2　惠更斯-菲涅耳（huygens-fresnel）原理
§3　衍射现象分类
3.1　初步近似（傍轴近似）
3.2　菲涅耳（fresnel）衍射
3.3　夫琅禾费（fraunhofer）衍射
§4　夫琅禾费衍射实现屏函数的傅里叶变换
§5　夫琅禾费正弦光栅衍射
5.1　正弦光栅的衍射特性
5.2　超高频衍射产生的隐失波
§6　夫琅禾费单缝、矩形孔和圆孔衍射
6.1　实验装置和现象
6.2　单缝衍射的光强分布公式..
6.3　振幅矢量图解法
6.4　单缝衍射图样的主要特征
6.5　矩形孔衍射
6.6　夫琅禾费圆孔衍射
6.7　瑞利（rayleigh）判据
§7　夫琅禾费多缝衍射
7.1　多缝衍射光强分布公式
7.2　多缝衍射图样的主要特征
7.3　衍射光栅的分光原理
7.4　闪耀光栅
§8　菲涅耳圆孔和圆屏衍射
8.1　点光源菲涅耳圆孔衍射
8.2　菲涅耳波带片
8.3　点光源菲涅耳圆屏衍射
§9　巴比涅（babinet）原理
习题与思考题
第六章　成像仪器与光谱仪
§1　放大镜
1.1　人眼的视角和最小可分辨角
1.2　放大镜的视角放大率
§2　显微镜
2.1　显微镜的放大原理
2.2　显微镜的分辨本领
2.3　扫描探针显微术（spm）
§3　望远镜
3.1　望远镜的放大率和分辨本领
3.2　光学发射望远镜（激光扩束器）
3.3　自适应光学与主动光学
3.4　太空望远镜
§4　光谱仪器分类和基本性能
4.1　光谱仪器分类
4.2　色散光谱仪的基本性能参量
§5　棱镜、光栅和f-p干涉仪的分光性能
5.1　棱镜光谱仪
5.2　光栅光谱仪
5.3　法布里-珀罗干涉仪
§6　傅里叶变换光谱仪
6.1　基本原理
6.2　傅里叶变换光谱仪的特点
习题与思考题
第七章　空间频率滤波与全息术
§1　阿贝（abbe）成像原理
1.1　阿贝成像原理
1.2　阿贝-波特实验
§2　空间频率滤波
§3　全息术
3.1　全息术概论
3.2　全息照相的基本原理
3.3　激光记录和白光再现的全息图
3.4　傅里叶变换全息图
3.5　全息术的应用
习题与思考题
第八章　光在各向异性介质中的传播
§1　双折射
1.1　双折射现象
1.2　晶体的光轴、主截面和主平面
1.3　马吕斯（malus）定律
1.4　单轴晶体中点光源的波面
1.5　用惠更斯作图法确定晶体中o光和e光的传播方向
1.6　单轴晶体的法线速度与射线速度
§2　产生线偏振光的元件
2.1　利用二向色性制成偏振片
2.2　偏振棱镜
§3　用波片（相位延迟片）改变光的偏振态
3.1　波片
3.2　补偿器
§4　偏振态的检测
§5　偏振光的干涉
5.1　平行偏振光的干涉
5.2　会聚偏振光的干涉
§6　应力双折射和电光效应
6.1　应力双折射
6.2　电光效应
§7　旋光现象及其应用
7.1　旋光现象及其实验规律
7.2　菲涅耳对旋光现象的解释
7.3　圆二色性
7.4　法拉第磁致旋光效应
7.5　液晶的旋光显示
习题与思考题
第九章　光源和光探测器
§1　辐射度量和光度量
1.1　辐射度量
1.2　光度量
§2　光源
§3　黑体辐射
3.1　热辐射的基尔霍夫定律
3.2　黑体的辐射谱
3.3　斯特藩-玻耳兹曼定律和维恩位移定律
3.4　黑体辐射的经典理论遇到困难
3.5　热辐射的量子理论--普朗克黑体辐射公式
3.6　辐射测温
§4　光量子 光的波粒二象性
4.1　光量子
4.2　光的波粒二象性
§5　光的辐射过程
§6　激光器
6.1　光的自发辐射、受激辐射和受激吸收
6.2　产生激光的条件
6.3　激光模式和高斯光束
6.4　调q激光器
6.5　锁模激光器
§7　光探测器
习题与思考题
第十章　非线性光学
§1　概述
§2　光频率转换
2.1　非线性电极化效应
2.2　二次谐波产生（shg）
2.3　光学混频 参量放大及振荡
§3　自聚焦 自相位调制
3.1　非线性折射率和自聚焦
3.2　自相位调制和自加宽效应
3.3　扫频脉冲通过色散介质的特性
3.4　光纤中的光孤子
参考答案
汉英名词索引
参考文献