基础光学PDF电子书下载

第一章 几何光学 10

1.1光线传播的基本规律 10

（一）光线的概念 10

（二）光线传播的实验定律 11

（三）全内反射 15

（四）光程费马原理 19

1.2单球面成象系统的近轴理论 24

（一）物和象的概念 24

（二）高斯公式牛顿公式 26

（三）放大率拉—亥不变式 29

（四）作图法基点和基面 34

（五）球面镜 40

1.3薄透镜 42

（一）物象关系 42

（二）几对特殊共轭点 44

（三）作图法 44

（四）成象规律小结 46

1.4共轴球面系统组合的近轴理论 50

（一）定主点和焦点的作图法 50

（二）定主点和焦点的计算公式 51

（三）作图法物象关系式 53

1.5近轴理论中的矩阵方法 57

（一）光线状态的描述及其变换规律 57

（二）系统矩阵 60

（三）物象关系式 64

（四）共轴球面系统的主点 焦点和节 点 68

（五）高斯公式和牛顿公式 71

1.6光阑与象差 75

（一）光阑 75

（二）单色象差 81

（三）色差 88

1.7光学仪器 92

（一）投影仪器摄影仪器 92

（二）助视仪器 95

（三）棱镜分光仪器 109

1.8光度学 113

（一）光度学中的基本量 114

（二）通过光学系统的光通量 122

（三）象的亮度 123

（四）象的照度 124

（五）主观亮度 128

复习思考题 130

习 题 137

第二章 光的K涉 150

2.1光波的叠加和干涉相干光的条件 150

（一）光矢波函数光强 150

（二）光波的叠加和干涉 153

（三）相干光的必要条件 154

2.2分波面双光束干涉空间相干性 158

（一）双孔（缝）干涉 158

（二）双棱镜双面镜干涉 166

（三）洛埃镜 168

（四）光源线度的影响一空间相干性 169

2.3分振幅双光束干涉时间相平性 174

（一）等倾干涉 174

（二）等厚干涉 181

（三）迈克耳逊干涉仪 185

（四）光源非单色性的影响 时间相干性 189

2.4分振幅多光束干涉法布里－珀罗干涉仪 196

（一）法布里－珀罗干涉仪的结构 197

（二）减幅多光束干涉的光强分布 198

（三）标准具性能参数 202

2.5薄膜光学简介 207

（一）正入射时光强反射率和透射率 207

（二）单层增透膜和增反膜 210

（三）多层介质反射膜 213

（四）干涉滤光片 215

复习思考题 220

习108题 224

3.1光的衍射现象惠更斯－菲涅耳原理 231

（一）光的衍射现象及其分类 231

第三章 光的衍射 231

（二）惠更斯－菲涅耳原理 233

3.2圆孔的菲涅耳衍射波带片 236

（一）圆孔的菲涅耳衍射 236

（二）波带片及其应用 242

3.3单缝夫琅和斐衍射 246

（一）实验装置和现象 246

（二）衍射光的强度分布 247

3.4圆孔的夫琅和斐衍射成象仪器的分辨本领 254

（一）圆孔衍射 254

（二）成象仪器的分辨本领 256

（一）多缝衍射 262

3.5多缝的夫琅和斐衍射光栅 262

（二）透射光栅 267

（三）闪耀光栅 273

3.6空间光栅布喇格条件 276

（一）布喇格条件 278

（二）晶体衍射的实验方法 282

3.7全息照相 285

（一）概述 285

（二）物点的共轴全息图 288

（三）全息照相的一般性原理 294

3.8*相干成象理论 297

（一）阿贝相干成象理论 297

（二）夫琅和斐衍射和频谱函数 298

（三）阿贝－波特实验 301

3.9*相干光图象处理系统 304

（一）4 F系统 304

（二）图象信息处理举例 305

复习思考题 309

习 题 312

第四章 光的偏振 320

4.1自然光和偏振光 320

4.2光在各向同性介质界面上反射与折射 323

（一）菲涅耳公式 323

（二）实振幅反射比实振幅透射比位相跃变 328

（三）能流反射率和能流透射率 336

（四）布儒斯特角的应用 342

4.3光在各向异性介质中的传播——晶体光学基础 347

（一）晶体的主介电常数介电主轴 348

（二）晶体中的平面光波 349

（三）光率体 351

4.4单轴晶体 353

（一）光率体与光的偏振态 353

（二）折射率 355

（三）点光源的波面 356

（四）双折射惠更斯作图法 358

（五）偏振棱镜 362

（六）二向色性人造偏振片马吕斯定律 366

（一）主轴面内光的偏振态 367

4.5双轴晶体 367

（二）点光源的波面 369

（三）双折射惠更斯作图法 372

4.6椭圆偏振光与圆偏振光单色偏振光的系统分析 373

（一）椭圆偏振光与圆偏振光 373

（二）单色偏振光的系统分析 377

4.7线偏振光的干涉 378

（一）平行偏振光的干涉 378

（二）电光效应与偏振光的干涉 382

（三）会聚偏振光的干涉 386

4.8旋光性 388

（一）旋光现象 388

（二）旋光现象的菲涅耳理论 391

（三）磁致旋光性 394

复习思考题 396

习 题 401

第五章 光的色散吸收和散射 408

5.1光的色散和吸收 408

（一）正常色散 408

（二）反常色散和吸收 410

（三）朗伯定律和比尔定律 411

5.2色散和吸收的经典理论 413

（一）复折射率 413

（二）色散和吸收的经典理论 414

5.3光的散射 418

（一）浑浊介质的散射 419

（二）纯净介质的分子散射 421

5.4光在介质中的速度相速和群速 424

复习思考题 427

习 题 428

第六章 光的量子现象 431

6.1热辐射及其实验定律 431

（一）辐出度 432

（二）平衡热辐射的特征 433

（三）基尔霍夫定律 434

（四）绝对黑体的辐射定律 436

（一）热辐射的经典理论 438

6.2经典热辐射理论的局限性普朗克黑体辐射公式 438

（二）热辐射的量子理论普朗克黑体辐射公式 439

6.3光电效应 444

（一）光电效应的实验规律 445

（二）波动理论的困难光子假设 447

（三）光子的性质 450

（四）光电器件 450

6.4 X光的散射康普顿效应 454

（一）X光散射的实验结果 455

（二）康普顿效应的量子理论 457

6.5光的波粒两象性 459

复习思考题 462

习 题 464

第七章 激 光 467

7.1光与原子体系的相互作用 467

（一）原子按能级的统计分布 468

（二）光与原子体系相互作用的基本形式 469

（三）能级寿命 474

7.2激活介质中的光放大 475

（一）光放大的条件——粒子数反转分布 475

（二）实现反转分布的内因和外因 477

（三）激活介质的光增益 480

7.3谐振腔的作用 482

（一）谐振腔的定向作用 483

（二）光振荡的阈值条件 484

（三）激光的单色性 486

7.4*激光器的类型 489

（一）气体激光器 489

（二）固体激光器 491

（三）半导体激光器 492

（四）染料激光器 492

复习思考题 493

习 题 493

附录Ⅰ 基本物理常数 496

附录Ⅱ 傅里叶变换（积分）的简单验证 497

附录Ⅲ 各章 习题答案 500