大学物理 第2卷 波动与光学PDF电子书下载

第1章 振动 1

1.1 简谐振动的基本特征及其描述 1

1.1.1 简谐振动 1

1.1.2 简谐振动的描述方法 3

1.1.3 相位差 4

1.1.4 简谐振动的研究 7

1.2 简谐振动的能量 12

1.2.1 简谐振动的能量特征 12

1.2.2 能量平均值 14

1.3 简谐振动的合成 15

1.3.1 同方向简谐振动的合成 16

1.3.2 相互垂直简谐振动的合成 21

1.4 阻尼振动 受迫振动 共振 24

1.4.1 阻尼振动 24

1.4.2 受迫振动 26

1.4.3 共振 27

本章提要 28

思考题 31

习题 32

第2章 波动 34

2.1 波动的基本特征 平面简谐波的波函数 34

2.1.1 波的产生与传播 34

2.1.2 横波与纵波 35

2.1.3 波的几何描述 36

2.1.4 描述波的特征量 37

2.1.5 惠更斯原理 波的衍射 40

2.1.6 简谐波 44

2.1.7 平面简谐波的波函数 45

2.1.8 波动方程 50

2.2 波的能量 51

2.2.1 波的能量传播特征 51

2.2.2 波的能流与能流密度 54

2.3 波的叠加 56

2.3.1 波的叠加原理 56

2.3.2 波的干涉 57

2.3.3 驻波 60

2.3.4 半波损失 64

2.3.5 振动的简正模式 66

2.4 多普勒效应 67

本章提要 69

思考题 72

习题 72

第3章 几何光学基础 75

3.1 几何光学的基本定律 76

3.1.1 光的直线传播 76

3.1.2 光学介质的折射率 76

3.1.3 光的反射和折射 76

3.2 平面和球面成像 78

3.2.1 同心光束 实像和虚像 78

3.2.2 平面反射成像 79

3.2.3 平面折射成像 80

3.2.4 球面反射成像 81

3.2.5 球面镜成像作图法 82

3.2.6 球面镜成像的横向放大率 83

3.2.7 球面折射成像 84

3.3 薄透镜成像及其作图法 87

3.3.1 旁轴条件下的薄透镜成像公式 87

3.3.2 薄透镜成像的作图法 88

3.3.3 薄透镜成像的横向放大率 89

3.4 光学仪器 90

3.4.1 照相机 90

3.4.2 人眼和眼镜 92

3.4.3 放大镜 93

3.4.4 望远镜 94

3.4.5 显微镜 95

本章提要 96

思考题 98

习题 99

第4章 光的干涉 101

4.1 光源的发光机制 光的相干性 101

4.1.1 光源的发光机制 102

4.1.2 光的相干性 103

4.2 光程与光程差 105

4.2.1 基本概念 105

4.2.2 透镜的等光程性 107

4.2.3 额外光程差 107

4.3 分波阵面干涉 108

4.3.1 杨氏双缝干涉 109

4.3.2 劳埃德镜与半波损失的验证 113

4.3.3 干涉条纹的变动 114

4.4 条纹可见度 116

4.4.1 干涉图样的可见度 116

4.4.2 两相干光波强度不等的影响 116

4.4.3 光源大小的影响 117

4.4.4 光源非单色性的影响 119

4.5 分振幅干涉 120

4.5.1 等倾干涉 121

4.5.2 等厚干涉 124

4.5.3 牛顿环 128

4.6 迈克耳孙干涉仪 130

4.6.1 迈克耳孙干涉仪的构造 131

4.6.2 干涉图样 131

本章提要 133

思考题 136

习题 138

第5章 光的衍射 141

5.1 光的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理 141

5.1.1 光的衍射现象 141

5.1.2 惠更斯-菲涅耳原理 142

5.1.3 菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射 144

5.2 夫琅禾费单缝衍射 144

5.2.1 夫琅禾费单缝衍射的实验装置 145

5.2.2 用菲涅耳半波带分析夫琅禾费单缝衍射图样 146

5.2.3 单缝衍射图样的特点 148

5.3 夫琅禾费圆孔衍射 光学仪器的分辨本领 151

5.3.1 夫琅禾费圆孔衍射 152

5.3.2 光学仪器的分辨本领 153

5.4 光栅衍射 156

5.4.1 光栅 156

5.4.2 光栅衍射图样分析 157

5.4.3 光栅光谱与色散 161

5.4.4 光栅的分辨本领 164

5.4.5 干涉和衍射的区别与联系 166

5.5 晶体对X射线的衍射 167

5.5.1 X射线的衍射实验 168

5.5.2 布拉格公式 169

本章提要 170

思考题 173

习题 174

第6章 光的偏振 176

6.1 光的偏振态 176

6.1.1 光的偏振性 176

6.1.2 自然光 177

6.1.3 线偏振光 178

6.1.4 部分偏振光 178

6.1.5 椭圆偏振光 圆偏振光 179

6.2 获得偏振光的方法 181

6.2.1 偏振片起偏 181

6.2.2 马吕斯定律 182

6.2.3 反射和折射起偏 布儒斯特定律 184

6.3 晶体中的双折射 186

6.3.1 双折射现象 186

6.3.2 光轴 主截面 187

6.3.3 光在晶体中的传播规律 188

6.4 偏振棱镜 波片 191

6.4.1 偏振棱镜 192

6.4.2 波片 193

6.4.3 光偏振态的检验 197

6.5 偏振光的干涉 198

6.5.1 偏振光的干涉 198

6.5.2 色偏振 200

6.5.3 偏振光的干涉图样 201

6.6 光弹性效应与旋光性 202

6.6.1 光弹性效应及其应用 202

6.6.2 旋光性 204

本章提要 207

思考题 209

习题 211

附录 213

常用物理常量表 213

常用数值表 214

习题答案 214

索引 215

参考文献 215