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光学 3

第1章 光学导言 3

1.1 光学发展简史 3

1.2 波动的数学描述 8

1.3 费马原理 12

习题 16

第2章 光的干涉 18

2.1 概述 18

2.2 光波的叠加和干涉 19

2.3 分波前干涉——杨氏干涉实验 24

2.4 其他分波前干涉装置 30

2.5 分振幅干涉——薄膜干涉的一般问题 32

2.6 等倾干涉 35

2.7 等厚干涉 38

2.8 薄膜干涉应用举例 41

2.9 迈克耳孙干涉仪和马赫-曾德尔干涉仪 43

2.10 光场的空间相干性和时间相干性 45

习题 49

第3章 光的射线 53

3.1 衍射现象 53

3.2 惠更斯-菲涅耳原理 55

3.3 夫琅禾费单缝衍射 56

3.4 夫琅禾费圆孔衍射和光学仪器的分辨本领 62

3.5 衍射光栅 65

3.6 X射线衍射 75

3.7 全息术原理 77

3.8 相衬显微镜 81

3.9 纹影法 83

3.10 傅里叶光学大意 84

习题 98

第4章 光的偏振 102

4.1 自然光和偏振光 102

4.2 起偏振器与检偏振器 马吕斯定律 107

4.3 反射和折射时的偏振 109

4.4 散射光的偏振 111

4.5 双折射现象 113

4.6 惠更斯作图法 115

4.7 偏振棱镜 119

4.8 波片和补偿器 121

4.9 偏振光的干涉 125

4.10 人为双折射 130

4.11 旋光性 132

习题 136

近代物理 143

引言 143

5.1 狭义相对论以前的力学和时空观 145

第5章 相对论 145

5.2 电磁场理论建立后呈现的新局面 149

5.3 爱因斯坦的假设与洛伦兹变换 153

5.4 相对论的时空观 157

5.5 相对论多普勒效应 165

5.6 相对论速度变换公式 168

5.7 狭义相对论中的质量、能量和动量 169

5.8 广义相对论简介 175

习题 182

第6章 量子物理基础 186

6.1 黑体辐射和普朗克的量子假设 186

6.2 光电效应和爱因斯坦的光子理论 194

6.3 康普顿效应 197

6.4 玻尔的氢原子理论 202

6.5 微观粒子的波动性 210

6.6 波粒二象性分析 214

6.7 不确定关系 220

6.8 波函数和概率幅 226

6.9薛定谔方程 229

6.10 薛定谔方程应用举例 233

习题 245

第7章 原子和分子 248

7.1 概述 248

7.2 氢原子的能级和波函数 249

7.3 电子自旋 256

7.4 泡利原理和原子的电子壳层结构 258

7.5 激光原理 265

7.6 分子的能级和分子光谱 272

7.7 分子键联 274

第8章 原子核 279

8.1 概述 279

8.2 原子核的组成和基本性质 280

8.3 核力 283

8.4 核结构模型 286

8.5 核的放射性衰变 288

8.6 核反应 295

8.7 核裂变和核聚变 296

第9章 粒子和宇宙 301

9.1 概述 301

9.2 相互作用与粒子分类 303

9.3 粒子的基本性质 305

9.4 夸克模型 308

9.5 宇宙膨胀与大爆炸 312

9.6 宇宙结局与暗物质 315

附录 318

附录A 基本物理常量 318

附录B 元素周期表 319

习题答案 320