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第一章 辐射及其与物质相互作用的基本原理 1

1.1 引言和方向 1

1.1.1 经典光学 1

1.1.2 电磁波谱 2

1.1.3 光谱 5

1.1.4 近代光学 6

1.1.5 应用 8

1.2 结构和辐射的经典模型 8

1.2.1 自由电子模型 10

1.2.2 经典振子 12

1.2.3 振子连续区 17

1.3 量子化的结构和辐射 22

1.3.1 量子化振子 22

1.3.2 光的粒子性 23

1.3.3 物质波 24

1.3.5 测不准原理 25

1.3.4 波粒模型的二象性 25

1.4 相互作用过程 28

参考文献 29

总书目 30

第二章 热辐射的发射和吸收 31

2.1 辐射理论中的几何关系 32

2.1.1 亮度和朗伯余弦关系 32

2.1.2 辐射流 33

2.1.3 能量密度 35

2.2 起源于热力学的辐射定律 36

2.2.1 基尔霍夫定律 37

2.2.2 光谱发射率和黑体辐射 39

2.2.3 斯忒藩-玻耳兹曼定律 40

2.2.4 维恩位移律 42

2.3 量子模型和统计法 44

2.3.1 普朗克辐射定律及其近似式 45

2.3.2 光子能量的玻色-爱因斯坦分布 51

2.4 热辐射连续区光源 55

2.4.1 黑体空腔的实际构造 56

2.4.2 已知发射率的固体辐射体 57

2.4.3 等离子体的热辐射 59

2.4.4 热辐射的自然光源 71

参考文献 73

第三章 近单色辐射的发射和吸收 75

3.1 经典振子的辐射场 76

3.1.1 赫兹偶极子和多极矩 76

3.1.2 偶极辐射图样 78

3.1.1 经典振子的辐射功率 80

3.1.4 吸收 84

3.2 原子的分立能态 86

3.2.1 实验基础 87

3.2.2 玻尔原子 88

3.2.3 薛定谔波动方程 90

3.3.1 爱因斯坦跃迁几率 96

3.3 跃迁几率和强度 96

3.3.2 量子力学中的跃迁几率 100

3.3.4 强度参量的实验测定 112

3.3.5 物理模型的检验 127

3.4 光谱线的形状和展宽 131

3.4.1 谱线自然宽度 133

3.4.2 多普勒展宽 135

3.4.3 压力展宽 140

3.4.4 展宽效应及其数值的比较 150

参考文献 153

第四章 原子、分子和固体的光谱 157

4.1 一个价电子的原子光谱 157

4.1.1 光谱和自由度 157

4.1.2 类氢原子的光谱 162

4.1.3 光谱项图和光谱项符号 169

4.1.4 选择定则 170

4.1.5 包含自旋的类氢电子态 171

4.1.6 磁矩和光谱项分裂 175

4.2 原子核的性质和超精细结构 181

4.2.1 同位素移动 182

4.2.2 核矩和超精细结构 184

4.2.3 超精细结构的实验方面 187

4.3 多个价电子的原子光谱 191

4.3.1 元素的电子组态 191

4.3.2 多个价电子的耦合 198

4.4 亚稳态、禁戒谱线和多极辐射 201

4.4.1 多极辐射的跃迁几率 202

4.4.2 多极辐射的选择定则 204

4.5 分子光谱学 207

4.5.1 结构和光谱 207

4.5.2 量子化转子和远红外辐射 210

4.5.3 量子化振子和它的红外光谱 212

4.5.4 电子跃迁和喇曼效应 216

4.6 固体光谱 220

4.6.1 固体中的结构和能量 221

4.6.2 固态光谱的分类和一般性质 228

4.6.3 等离子体振荡 232

4.6.4 局部态之间的跃迁 234

4.6.5 非局部态之间的跃迁 250

参考文献 260

第五章 传播现象 265

5.1 不同介质中的电磁波 267

5.1.1 电介质中的传播 268

5.1.2 导体中的传播 273

5.1.3 边界面上的电磁波 281

5.2 材料的光学性质 293

5.2.1 一般的关系 294

5.2.2 电介质的色散理论 297

5.2.3 电介质光学的实验方法和结果 306

5.2.4 自由电子模型和金属光学 320

5.2.5 液体和液晶的光学 327

参考文献 330

6.1 引言和基本概念 332

第六章 相干辐射与物质的相互作用 332

6.2 相干性的判据和传播现象 337

6.2.1 时间相干性 338

6.2.2 空间相干性 341

6.2.3 互相干函数和条纹可见度 342

6.2.4 热光源的相干性质 346

6.2.5 光子相关实验 348

6.2.6 非热光源的相干性判据 356

6.3 激光器 358

6.3.1 激光器工作的理论 360

6.3.2 激发方法和实际的激射器 370

6.3.3 激光器的技术和系统 395

6.4 非线性光学 405

6.4.1 光学谐波 410

6.4.2 次级非线性效应 415

参考文献 416

第七章 光的次级效应和探测过程 422

7.1 光效应 423

7.1.1 光电效应 424

7.1.2 半导体和绝缘体中的外光电效应 439

7.1.3 光电导 445

7.2 起伏过程和噪声 456

7.2.1 无规事件的平均起伏 456

7.2.2 散粒噪声 457

7.2.3 约翰逊噪声 458

7.2.4 光子噪声 460

7.2.5 温度噪声 462

7.2.6 爱因斯坦-否勒方程 463

7.2.7 由于结构引起的起伏 464

7.3 实际的光辐射探测器 465

7.3.1 探测器特性的定义和求值 466

7.3.2 热探测器 469

7.3.3 光电探测器 475

7.3.4 共振探测器 481

参考文献 485