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绪论 1

第1章 光的电磁理论 5

1.1 光波的性质 5

1.1.1 麦克斯韦方程组 5

1.1.2 物质方程 7

1.1.3 电磁场的波动性 8

1.1.4 平面电磁波 12

1.1.5 其他形式的光波 18

1.2 光波的叠加与分析 21

1.2.1 两个频率相同、振动方向相同的单色平面光波的叠加 21

1.2.2 两个振动方向相同、频率不同的单色平面光波的叠加 24

1.2.3 两个频率相同、振动方向互相垂直的光波的叠加 28

1.3 光波在介质界面上的反射和折射 35

1.3.1 电磁场的边值关系 35

1.3.2 反射定律和折射定律 37

1.3.3 菲涅耳公式 38

1.3.4 反射率和透射率 41

1.3.5 反射和折射的相位特性 43

1.3.6 反射和折射的偏振特性 45

1.3.7 全反射 47

习题 51

第2章 光的干涉 55

2.1 光波干涉的实现 55

2.1.1 产生干涉的条件 55

2.1.2 实现光束干涉的基本方法 58

2.2 双光束干涉 59

2.2.1 杨氏双缝干涉 59

2.2.2 分波面干涉的其他实验装置 61

2.2.3 平行平板产生的干涉 63

2.2.4 楔形平板产生的干涉——等厚干涉 66

2.2.5 牛顿环的等厚干涉 68

2.3 平行平板的多光束干涉 69

2.3.1 干涉场的强度公式 69

2.3.2 多光束干涉图样的特点 71

2.4 光学薄膜的多光束干涉 74

2.4.1 单层介质膜 75

2.4.2 多层膜 78

2.5 典型干涉仪 85

2.5.1 迈克尔逊干涉仪 85

2.5.2 马赫-泽德干涉仪 88

2.5.3 萨格纳克干涉仪 89

2.5.4 法布里-珀罗干涉仪 90

2.6 光的相干性 96

2.6.1 光的干涉特性 96

2.6.2 干涉的定域性 101

2.6.3 相干性的定量描述 102

习题 103

第3章 光的衍射 108

3.1 惠更斯-菲涅耳原理 109

3.1.1 惠更斯原理 109

3.1.2 惠更斯-菲涅耳原理 109

3.2 基尔霍夫衍射公式 110

3.2.1 基尔霍夫积分定理 110

3.2.2 菲涅耳-基尔霍夫衍射公式 111

3.2.3 基尔霍夫衍射公式的近似 114

3.3 夫琅禾费衍射 116

3.3.1 夫琅禾费衍射装置 116

3.3.2 夫琅禾费矩形孔和单缝衍射 117

3.3.3 夫琅禾费圆孔衍射 121

3.3.4 光学成像系统的分辨本领（分辨率） 124

3.3.5 夫琅禾费双缝和多缝干涉 127

3.3.6 衍射光栅 132

3.3.7 闪耀光栅 136

3.3.8 正弦振幅光栅 138

3.3.9 三维光栅 139

3.3.10 光纤光栅 141

3.4 菲涅耳衍射 142

3.4.1 圆孔和圆屏的菲涅耳衍射 142

3.4.2 菲涅耳直边衍射 150

3.4.3 菲涅耳单缝衍射 152

习题 153

第4章 晶体光学基础 157

4.1 双折射 157

4.1.1 双折射现象和基本规律 157

4.1.2 晶体的各向异性及介电张量 159

4.2 单色平面波在晶体中的传播 160

4.2.1 晶体中单色平面波的各矢量关系 160

4.2.2 晶体中光波传输的基本方程 162

4.2.3 菲涅耳方程 163

4.2.4 光在单轴晶体中的传播 163

4.3 光在晶体中传播规律的图形表示 166

4.3.1 折射率椭球 167

4.3.2 折射率曲面和波矢曲面 172

4.3.3 波法线曲面 174

4.3.4 光线曲面 176

4.4 平面光波在晶体界面上的反射和折射 177

4.4.1 光在晶体界面上的双反射和双折射现象 177

4.4.2 斯涅耳作图法 178

4.4.3 惠更斯作图法 179

4.5 晶体光学元件 181

4.5.1 晶体偏振器 181

4.5.2 波片和补偿器 185

4.6 晶体的偏光干涉 188

4.6.1 平行光的偏光干涉 189

4.6.2 会聚光的偏光干涉 192

4.7 晶体的电光效应 196

4.7.1 晶体的线性电光效应 197

4.7.2 晶体的二次电光效应——克尔效应 207

4.7.3 电光效应的应用 208

4.8 晶体的旋光效应与法拉第效应 210

4.8.1 晶体的旋光效应 210

4.8.2 法拉第效应 213

习题 214

第5章 光的吸收、色散和散射 219

5.1 光的吸收 219

5.1.1 光吸收定律 219

5.1.2 吸收与波长的关系 220

5.1.3 吸收光谱 220

5.2 光的色散 221

5.2.1 色散率 222

5.2.2 正常色散与反常色散 222

5.3 光的散射 224

5.3.1 光的散射现象 224

5.3.2 瑞利散射 225

5.3.3 米氏散射 226

5.3.4 分子散射 227

5.3.5 喇曼散射 227

习题 229

习题答案 231

参考文献 236