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第十三章 电磁理论 1

13.1．理论的发展过程 1

13.3．数学方法 2

13.4．E和B的定义 5

13.6．电荷密度和电流的定义 7

13.7．材料媒质的极化 8

13.8．麦克斯韦方程组 10

13.9．电磁波 10

13.10．光速 11

13.11．电磁波的性质 12

习题［13（ⅰ）—13（ⅵ）］ 14

13.12．电磁波的叠加 15

13.13．偏振光的表述 16

13.14．电磁场的能量 16

13.15．坡印廷定理 17

13.16．电磁波的动量 18

习题［13（ⅶ）—13（ⅸ）］ 19

参考文献 19

附录13A：电磁场的势表示法 20

附录13B：电偶极子的辐射 24

同步加速器辐射 28

第十四章 反射和折射的电磁理论 30

14.1．边界条件 30

14.2．反射定律和折射定律 30

14.8．反射系数 36

14.9．偏振度 37

14.10．偏振面的旋转 38

14.11．反射时位相的改变 38

14.12．驻波 39

习题［14（ⅰ）—14（ⅳ）］ 39

14.15．全反射 40

习题［14（ⅴ）—14（ⅷ）］ 42

14.16．第二媒质中的扰动 43

14.17．反射和折射理论的实验验证 44

14.20．光波导 46

14.21．片式波导 46

14.22．非传播模 48

14.23．镀膜片式波导 48

14.24．横电（TE）模和横磁（TM）模 49

14.25．波导的耦合 50

14.26．集成光学 51

14.27．纤维光波导 52

14.29．视神经中的波导 52

参考文献 53

第十五章 吸收和色散的电磁理论 55

15.5．吸收媒质中光的传播 55

习题［15（ⅰ）—15（ⅳ）］ 57

15.6．吸收媒质对光的反射 57

15.7．正入射时的反射 58

习题［15（ⅴ）］ 59

15.8．斜入射时的反射 59

15.10．主入射角 61

15.11．主方位角 62

15.12．理论与实验的比较 63

习题［15（ⅵ）］ 64

15.13．金属的光学常数 64

15.18．色散理论电介质 67

15.21．低压气体的色散 69

15.24．吸收线的区域 71

15.23．固体和液体电介质的色散 71

15.28．f值的测定 74

15.30．液体和固体的吸收 75

15.31．剩余辐射 76

15.32．金属的色散公式 77

15.34．色散与分子散射的关系 79

15.37．κ与μ的关系 82

习题［15（ⅶ）和15（ⅷ）］ 83

习题［15（ⅸ）］ 86

15.40．其它类型的散射 86

参考文献 87

附录15A：吸收媒质中的折射波 88

第十六章 各向异性媒质 90

16.1．光各向异性与电各向异性 90

16.5．各向异性媒质中的射线 93

16.6．平面波的传播 94

习题［16（ⅰ）—16（ⅳ）］ 96

16.7．D、E、H、8和ρ之间的角度关系 96

16.8．对于某一给定波法方向，D的两个可能方向相互垂直 98

习题［16（ⅴ）—16（ⅷ）］ 99

16.9．能量传播的速度射线速度 99

16.10．射线的性质 100

习题［16（ⅸ）—16（ⅹⅳ）］ 102

16.12．波面（射线面） 103

16.14．法线面 106

16.15．某一给定波法方向上二相速之差 107

16.16．单轴晶体中的波面 107

16.17．双折射 108

16.18．单轴晶体中的双折射 109

16.19．双轴晶体中的折射 110

16.21．锥形折射 112

16.22．外锥折射 112

16.23．内锥折射 113

16.28．会聚平面偏振光经过晶体薄片的传播 116

16.32．等色面 119

16.34．等色线 121

16.35．单轴晶体，垂直于光轴切割 123

16.36．无色线（单轴晶体） 124

16.37．双轴晶体，垂直于二光轴之分角线切割 124

16.38．无色线（双轴晶体，垂直于二光轴分角线切割） 125

16.40．圆偏振光通过晶片的传播 126

16.43．用会聚偏振光照射旋光晶体 128

16.44．晶体光学常数的测定 128

16.45．光学各向异性与晶体结构的关系 130

16.46．色散 131

16.47．与分子结构的关系 132

16.48．从晶体结构计算双折射 132

16.49．旋光性 133

16.50．法拉第效应 134

16.51．克尔效应——二阶电光效应 135

16.52．一阶电光效应 136

16.53．电光开关 136

16.54．克尔效应的理论 137

16.55．科顿-穆顿（Cotton-Mouton）效应 138

16.56．光弹性 138

16.58．液体中的各向异性 141

16.59．总的结论 141

习题［16（ⅹⅴ）—16（ⅹⅹⅰ） 142

参考文献 143

17.2．光电效应 146

第十七章 辐射与物质的相互作用 146

17.4．原子的线光谱 148

17.6．卢瑟福-玻尔原子模型 149

17.7．定态 150

17.8．气体的吸收光谱和发射光谱 150

17.10．慢电子激发光谱 152

17.11．单原子气体的线系限吸收 152

17.12．气体光电效应 153

17.13．共振辐射 153

17.14．第二类碰撞 156

17.15．爱因斯坦光化学定律 156

17.16．爱因斯坦光子理论 157

17.17．逆光电效应 158

17.18．光压 158

17.21．光压的波动理论 162

17.22．康普顿效应 163

17.23．与圆偏振光相关的角动量 164

习题［17（ⅰ）—17（ⅷ）］ 166

参考文献 167

附录17A 康普顿效应的理论 167

第十八章 受激发射——激光 169

18.1．温度辐射 169

习题［18（ⅰ）］ 171

18.5．普朗克定律 173

18.6．细致平衡原理 174

18.8．爱因斯坦系数 175

18.9．受激原子的寿命 176

18.10．τ的直接测量 177

18.11．f值与τ的关系 178

18.14．用受激发射进行放大 180

18.13．自然线宽与跃迁几率的关系 180

18.16．共振系统 181

18.17．共振腔 182

18.18．双球面反射镜激光器 183

18.19．实用激光系统 183

18.20．短光脉冲的发生 187

18.22．非线性光学 189

18.24．位相匹配 190

18.25．参量放大——增频转换 191

18.26．参量放大器和振荡器 192

18.27．激光过程 192

参考文献 193

附录18A 非线性过程 193

19.1．物质粒子的波动性质 197

第十九章 辐射与物质相互作用的量子理论 197

习题［19（ⅰ）—19（ⅲ］ 198

19.2．测不准原理——粒子 198

18.23．谐波发生 199

19.5．测不准原理——波动理论 200

19.6．能量-时间关系 201

19.7．测不准原则 202

19.8．波动力学 203

19.12．波方程用于自由粒子 205

19.13．一个盒子中的粒子 206

19.14．简谐振子 207

19.15．波方程的完善化 207

19.18．跃迁几率 210

19.19．经典振子与量子振子之间的关系 212

19.21．电磁场的量子化 214

19.22．行波 216

19.25．场动量的分解 219

19.26．测不准原则与波方程的关系 220

19.27．量子态 221

19.28．量子统计 222

19.33．光子与物质粒子间的关系 226

19.35．辐射的吸收和发射 228

19.38．选择定则 230

19.39．禁线 231

19.40．禁线理论 231

19.41．多极辐射 232

19.42．每个过程含有两个量子的辐射与物质的相互作用 233

19.44．量子力学中的色散理论 234

19.46．共振辐射 235

19.45．f的计算值和观测值 235

19.47．喇曼效应 236

19.49．偏振光的量子理论 238

19.51．态的叠加 239

19.55．可验的和非可验的问题 243

19.59．波动力学与量子力学 245

参考文献 246

附录19A 色散的量子理论 247

附录19B 克喇末-克朗尼格色散关系 262

第二十章 光学仪器的限制 266

20.1．光学仪器之目的 266

20.2．偶然性限制和根本性限制 266

20.3．信息论 267

20.7．噪声 271

20.8．起伏 272

20.10．连续记录的分析 273

习题［20（ⅰ）］ 273

20.12．取样定理 275

20.17．噪声频谱 277

20.18．随机噪声 278

20.19．信噪比 279

20.21．可探测率 281

20.22．噪声源 282

20.23．热起伏 283

习题［20（ⅱ）—20（ⅰⅲ）］ 284

20.25．理想热检测器的可探测率 285

20.27．光电发射管的可探测率 287

20.30．光子噪声 289

20.31．分光光度计 290

20.33．辐射的分解 292

20.34．多讯道装置 293

20.36．干涉量度学的限制 295

20.37．多光束干涉仪 296

20.38．高精度光杠杆 297

20.39．象增强器 297

20.40．信息通过光学系统的传送 298

20.44．照相复现 301

20.45．电视系统中的信息传送 302

20.46．飞点显微镜 303

20.47．保真度 304

20.48．视觉 305

20.49．结论 306

参考文献 307

附录20A 随机噪声的信息含量 307

符号表 309

索引 314