绪论 1
第1章 光的干涉 4
1.1光源的发光机制 光的相干性 5
1.1.1光源的发光机制 5
1.1.2光的相干性 6
1.2光程与光程差 9
1.2.1基本概念 9
1.2.2透镜的等光程性 10
1.2.3额外光程差 11
1.3分波阵面干涉 12
1.3.1杨氏双缝干涉 12
1.3.2劳埃德镜与半波损失的验证 17
1.3.3干涉条纹的变动 18
1.4条纹可见度 20
1.4.1干涉图样的可见度 21
1.4.2两相干光波强度不等的影响 21
1.4.3光源大小的影响 22
1.4.4光源非单色性的影响 25
1.5分振幅干涉 27
1.5.1等倾干涉 27
1.5.2等厚干涉 32
1.5.3牛顿环 36
1.6迈克尔逊干涉仪 39
1.6.1迈克尔逊干涉仪的构造 39
1.6.2干涉图样 40
1.6.3干涉条纹的位置和类型 43
1.7多光束干涉 44
1.7.1多光束干涉的光强分布公式 45
1.7.2干涉图样的特点 47
1.7.3法布里—珀罗干涉仪 49
本章提要 53
思考题 57
习题 59
第2章 光的衍射 64
2.1光的衍射现象 惠更斯—菲涅耳原理 64
2.1.1光的衍射现象 64
2.1.2惠更斯—菲涅耳原理 65
2.1.3菲涅耳衍射和夫琅和费衍射 67
2.2菲涅耳半波带法 67
2.2.1菲涅耳半波带 67
2.2.2合振幅的计算 68
2.3菲涅耳衍射 70
2.3.1菲涅耳圆孔衍射 71
2.3.2菲涅耳圆盘衍射 75
2.3.3菲涅耳波带片 76
2.4夫琅和费单缝衍射 79
2.4.1夫琅和费单缝衍射的实验装置 79
2.4.2用菲涅耳半波带分析夫琅和费单缝衍射图样 80
2.4.3单缝衍射条纹的光强计算 82
2.4.4单缝衍射图样的特点 86
2.5夫琅和费圆孔衍射 光学仪器的分辨本领 89
2.5.1夫琅和费圆孔衍射 89
2.5.2光学仪器的分辨本领 90
2.6光栅衍射 93
2.6.1光栅 93
2.6.2光栅衍射图样分析 95
2.6.3光栅衍射的强度分布 97
2.6.4光栅光谱与色散 102
2.6.5光栅的分辨本领 105
2.6.6闪耀光栅 108
2.6.7干涉和衍射的区别与联系 110
2.7晶体对X射线的衍射 111
2.7.1 X射线的衍射实验 111
2.7.2布拉格公式 112
本章提要 115
思考题 118
习题 119
第3章 光的偏振 124
3.1光的偏振态 124
3.1.1光的偏振性 124
3.1.2自然光 125
3.1.3线偏振光 126
3.1.4部分偏振光 127
3.1.5椭圆偏振光 圆偏振光 128
3.2获得偏振光的方法 130
3.2.1偏振片起偏 130
3.2.2马吕斯定律 132
3.2.3反射和折射起偏 布儒斯特定律 134
3.3晶体中的双折射 137
3.3.1双折射现象 137
3.3.2光轴 主截面 138
3.3.3 o光和e光的强度 139
3.3.4光在晶体中的传播规律 141
3.4偏振棱镜 波片 145
3.4.1偏振棱镜 145
3.4.2波片 147
3.4.3光偏振态的检验 150
3.5偏振光的干涉 151
3.5.1偏振光的干涉 151
3.5.2色偏振 154
3.5.3偏振光的干涉图样 154
3.6人造双折射 156
3.6.1光弹性效应及其应用 156
3.6.2电光效应及其应用 158
3.7光的偏振态的矩阵表示——琼斯法 162
3.7.1各种偏振光的琼斯矢量 162
3.7.2用琼斯矢量处理偏振光的叠加与分解 165
3.7.3偏振器件的琼斯矩阵 166
3.8晶体中的旋光 169
3.8.1旋光现象的规律 170
3.8.2旋光现象的解释 172
本章提要 176
思考题 178
习题 181
第4章 光的量子性 185
4.1黑体辐射 普朗克的能量子假说 185
4.1.1热辐射 185
4.1.2黑体和黑体辐射的基本规律 186
4.1.3经典物理学遇到的困难 190
4.1.4普朗克的能量子假说 黑体辐射公式 191
4.2光电效应 192
4.2.1光电效应的实验规律 192
4.2.2光的经典波动理论的困难 194
4.3光子与爱因斯坦方程 195
4.3.1爱因斯坦光子理论 195
4.3.2爱因斯坦方程 195
4.3.3光电效应的应用 198
4.4康普顿效应 199
4.4.1康普顿效应的实验定律 199
4.4.2康普顿效应的理论解释 201
4.5波粒二象性 203
4.5.1光具有波粒二象性 203
4.5.2实物粒子的波动性 204
4.5.3对波粒二象性的解释 207
本章提要 208
思考题 209
习题 210
第5章 现代光学及发展前沿 212
5.1激光 212
5.1.1爱因斯坦的光辐射量子理论 213
5.1.2激光的产生 215
5.1.3光学谐振腔 219
5.1.4激光的特点 220
5.1.5激光的应用 221
5.2全息照相 223
5.2.1全息照相的基本概念 223
5.2.2全息照相的记录和再现 224
5.2.3全息照相的特点 227
5.2.4全息照相的应用 228
5.3量子成像 230
5.3.1量子成像的基本概念 230
5.3.2量子成像的实验 231
5.3.3量子成像的应用 234
5.4量子保密通信 235
5.4.1量子密码的发展历程 235
5.4.2量子密码通信的安全性 236
5.4.3量子密码通信的特性 237
本章提要 239
思考题 240
习题 241
附录A习题参考答案 243
附录B物理常数表 249
附录C电磁波谱 250
附录D汉英词汇索引 251
参考文献 262