绪论 1
第1章 光的电磁理论 4
1.1 光的电磁波性质 4
1.2 单色平面波和球面波 6
1.2.1 单色平面波的表示 6
1.2.2 单色平面电磁波的性质 9
1.2.3 单色球面波 9
1.3 光源和光的辐射 11
1.3.1 光源 11
1.3.2 光辐射的经典模型 11
1.3.3 辐射能 12
1.3.4 实际光波 13
1.4 光在介质分界面上的反射和折射 14
1.4.1 反射定律和折射定律 14
1.4.2 菲涅耳公式 15
1.4.3 菲涅耳公式的讨论 17
1.4.4 反射率和透射率 19
1.5 全反射和隐失波 21
1.5.1 反射系数和位相变化 21
1.5.2 隐失波 22
1.5.3 全反射应用举例 23
1.6 光波在金属表面的透射和反射 24
1.6.1 金属中的透射波 25
1.6.2 金属表面的反射 26
1.7 光的吸收、色散和散射 27
1.7.1 光的吸收 28
1.7.2 光的色散 29
1.7.3 光的散射 33
1.8 单色光波的叠加和干涉 35
1.8.1 叠加原理 35
1.8.2 两个同频光波的叠加和干涉 35
1.8.3 光驻波 36
1.9 不同频率光波的叠加 38
1.9.1 光拍 38
1.9.2 光的相速度和群速度 39
1.10 复杂波的分解 41
1.10.1 周期性波的分析 41
1.10.2 非周期性波的分析 42
1.11 本章小结 44
思考题 46
习题 46
第2章 光的干涉及其应用 49
2.1 实际光波的干涉及其实现方法 49
2.1.1 干涉条件 49
2.1.2 光波分离方法 50
2.2 杨氏干涉实验 51
2.3 分波前法干涉的其他实验装置 54
2.4 干涉条纹的对比度 56
2.4.1 光源大小的影响 57
2.4.2 光源非单色性影响 59
2.4.3 两相干光波振幅比的影响 61
2.5 平行平板产生的干涉 63
2.5.1 条纹的定域 63
2.5.2 等倾条纹 64
2.6 楔形平板产生的干涉 67
2.6.1 定域面和定域深度 67
2.6.2 楔形平板产生的等厚条纹 68
2.6.3 等厚条纹的应用 69
2.7 迈克耳孙干涉仪 72
2.8 多光束干涉 74
2.8.1 强度分布公式 75
2.8.2 强度公式讨论 76
2.8.3 法布里-珀罗干涉仪 77
2.8.4 法布里-珀罗干涉仪的应用 78
2.9 多光束干涉原理在薄膜理论中的应用 81
2.9.1 单层膜 82
2.9.2 双层膜和多层膜 85
2.9.3 干涉滤光片 89
2.10 本章小结 92
思考题 94
习题 94
第3章 光的衍射与现代光学 97
3.1 惠更斯-菲涅耳原理 98
3.2 菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射 99
3.2.1 两类衍射现象的特点 100
3.2.2 衍射的近似计算公式 100
3.2.3 夫琅禾费衍射与傅里叶变换 102
3.3 菲涅耳圆孔衍射和圆屏衍射 103
3.3.1 圆孔衍射与半波带法 103
3.3.2 圆屏的菲涅耳衍射 105
3.3.3 菲涅耳波带片 106
3.4 夫琅禾费单缝衍射 109
3.4.1 夫琅禾费衍射实验装置 109
3.4.2 单缝衍射光强分布公式 110
3.4.3 单缝衍射公式的讨论 111
3.4.4 单缝衍射的应用 112
3.5 夫琅禾费矩孔衍射 113
3.6 夫琅禾费圆孔衍射与成像仪器的分辨本领 115
3.6.1 夫琅禾费圆孔衍射 115
3.6.2 光学成像仪器中的衍射现象 118
3.6.3 成像仪器的分辨本领 118
3.7 多缝的夫琅禾费衍射 123
3.7.1 光强分布公式 124
3.7.2 光强公式的讨论 125
3.8 衍射光栅 128
3.8.1 光栅的分光性能 129
3.8.2 其他光栅 131
3.9 全息照相 134
3.9.1 什么是全息照相 134
3.9.2 全息照相原理 136
3.9.3 全息照相的应用 139
3.10 光信息处理 141
3.10.1 阿贝成像理论和阿贝-波特实验 141
3.10.2 光信息处理举例 143
3.11 本章小结 146
思考题 148
习题 149
第4章 光的偏振和偏振器件 151
4.1 从自然光获得线偏振光 151
4.1.1 自然光与偏振光 151
4.1.2 从自然光获得线偏振光的方法 152
4.1.3 马吕斯定律和消光比 154
4.2 晶体的双折射 155
4.2.1 双折射现象的规律 155
4.2.2 晶体的各向异性与电磁理论 156
4.2.3 用惠更斯原理说明双折射现象 159
4.3 晶体光学器件 160
4.3.1 偏振棱镜 160
4.3.2 波片 162
4.4 椭圆偏振光和圆偏振光 164
4.4.1 振动互相垂直的线偏振光的叠加 164
4.2.2 几种特殊情况的讨论 165
4.4.3 椭圆（圆）偏振光的旋向 166
4.4.4 利用全反射产生椭圆偏振光和圆偏振光 166
4.5 偏振光和偏振器件的矩阵表示 168
4.5.1 琼斯矢量 168
4.5.2 偏振器件的矩阵表示 169
4.6 偏振光的干涉及其应用 173
4.6.1 偏振光干涉原理 173
4.6.2 光测弹性方法 175
4.6.3 电光效应及光调制 176
4.7 旋光 178
4.7.1 测量旋光的装置及旋光规律 178
4.7.2 旋光现象的解释 179
4.7.3 磁致旋光效应 180
4.8 本章小结 181
思考题 183
习题 184
附录A傅里叶级数、傅里叶积分和傅里叶变换 186
附录B贝塞尔函数 190
附录C与物理光学相关的诺贝尔物理学奖 193
习题答案 194
参考文献 197