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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