光学

　　《面向21世纪课程教材:光学》是教育部“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划”的研究成果，是面向21世纪课程教材和普通高等教育“九五”规划教材。全书对传统教学内容进行了精选、整合和重构，将光学的近代发展纳入基础内容，将新观点、新技术、新方法和传统内容有机结合，既注重理论也重视应用，体现了物理教学“宽专业、厚基础、高科技”的原则，内容讲述由浅入深、循序渐进、体系完整、概念清晰。《光学》包括几何光学、光波场的描述、光的干涉、光的衍射、光的偏振、成像仪器与光谱仪、光源和光探测器、非线性光学等内容。

目　录

引　言 
第一章　几何光学 
　1　几何光学的基本定律和费马原理 
　　1.1　基本定律 
　　1.2　费马原理 
　2　成像的基本概念 
　　2.1　物和像 
　　2.2　理想光学系统物像之间的共轭性 
　　2.3　物像之间的等光程性 
　3　傍轴条件下的单球面折射成像 
　　3.1　傍轴条件 
　　3.2　符号规则 
　　3.3　傍轴球面折射的物像关系式 
　　3.4　放大率 
　4　薄透镜的成像公式和放大率 
　5　共轴球面系统 
　6　光学系统中的光阑 
　　6.1　孔径光阑入射光瞳和出射光瞳 
　　6.2　视场光阑入射窗和出射窗 
　　6.3　光阑与景深 
　　6.4　相对孔径和厂数 
　7　像差 
　　7.1　几何像差波像差 
　　7.2　球差 
　　7.3　彗差 
　　7.4　像散 
　　7.5　像场弯曲（场曲） 
　　7.6　畸变 
　　7.7　色差 
　　7.8　齐明点（不晕点）油浸物镜 
　习题与思考题 
第二章　光波场的描述 
　1　简谐波的数学描述 
　　1.1　一维平面简谐波 
　　1.2　三维平面简谐波 
　　1.3　球面波傍轴近似和远场近似 
　2　波动方程和叠加原理 
　3　傅里叶（Fourier）分析 
　　3.1　傅里叶级数 
　　3.2　傅里叶积分 
　4　光波是电磁波 
　5　光的偏振态 
　　5.1　光的偏振态 
　　5.2　两个频率相同、振动方向互相垂直的简谐波的叠加 
　习题与思考题 
第三章　光通过各向同性介质及其界面所发生的现象 
　1　光在各向同性介质界面上的反射和折射 
　　1.1　菲涅耳反射折射公式 
　　1.2　振幅反射（透射）比相位跃变（相移） 
　　1.3　反射率和透射率 
　　1.4　布儒斯特（Brewster）定律 
　　1.5　反射光与折射光的偏振态 
　　1.6　全反射与隐失波（近场光学） 
　　1.7　受抑全反射（光子隧道效应） 
　2　光的吸收 
　3　光的色散 
　　3.1　正常色散和反常色散 
　　3.2　群速度 
　4　光的散射 
　　4.1　非纯净介质中的光散射 
　　4.2　纯净介质中的分子散射 
　　4.3　拉曼（Raman）散射 
　　4.4　布里渊（Brillouin）散射 
　　4.5　康普顿（Compton）散射 
　习题与思考题 
第四章　光的干涉 
　1　相干光 
　　1.1　相干条件和相干叠加 
　　1.2　非相干叠加 
　　1.3　相干光的获得 
　2　杨氏（Young）实验 
　　2.1　实验装置与光强分布 
　　2.2　干涉条纹的形状和间距 
　　2.3　干涉条纹的可见度 
　　2.4　光源宽度对条纹可见度的影响空间相干性 
　　2.5　光源的非单色性对可见度的影响时间相干性 
　3　薄膜干涉 
　　3.1　干涉条纹的定域 
　　3.2　等倾干涉 
　　3.3　等厚干涉 
　　3.4　透射光的干涉条纹 
　4　迈克耳孙（Michelson）干涉仪 
　5　法布里一珀罗（Fabry—Perot）干涉仪 
　6　激光谐振腔的选模原理 
　7　光学薄膜 
　　7.1　单层增透膜和增反膜 
　　7.2　多层介质高反射膜 
　　7.3　干涉滤光片 
　习题与思考题 
第五章　光的衍射 
　1　光的衍射现象 
　2　惠更斯—菲涅耳（Huygens—Fresnel）原理 
　3　衍射现象分类 
　　3.1　初步近似（傍轴近似） 
　　3.2　菲涅耳（Fresnel）衍射 
　　3.3　夫琅禾费（Fraunhofer）衍射 
　4　夫琅禾费衍射实现屏函数的傅里叶变换 
　5　夫琅禾费正弦光栅衍射 
　　5.1　正弦光栅的衍射特性 
　　5.2　超高频衍射产生的隐失波 
　6　夫琅禾费单缝、矩形孔和圆孔衍射 
　　6.1　实验装置和现象 
　　6.2　单缝衍射的光强分布公式 
　　6.3　振幅矢量图解法 
　　6.4　单缝衍射图样的主要特征 
　　6.5　矩形孔衍射 
　　6.6　夫琅禾费圆孔衍射 
　　6.7　瑞利（Rayleigh）判据 
　7　夫琅禾费多缝衍射 
　　7.1　多缝衍射光强分布公式 
　　7.2　多缝衍射图样的主要特征 
　　7.3　衍射光栅的分光原理 
　　7.4　闪耀光栅 
　8　菲涅耳圆孔和圆屏衍射 
　　8.1　点光源菲涅耳圆孔衍射 
　　8.2　菲涅耳波带片 
　　8.3　点光源菲涅耳圆屏衍射 
　9　巴比涅（Babinet）原理 
　习题与思考题 
第六章　成像仪器与光谱仪 
　1　放大镜 
　　1.1　人眼的视角和最小可分辨角 
　　1.2　放大镜的视角放大率 
　2　显微镜 
　　2.1　显微镜的放大原理 
　　2.2　显微镜的分辨本领 
　　2.3　扫描探针显微术（SPM） 
　3　望远镜 
　　3.1　望远镜的放大率和分辨本领 
　　3.2　光学发射望远镜（激光扩束器） 
　　3.3　自适应光学与主动光学 
　　3.4　太空望远镜 
　4　光谱仪器分类和基本性能 
　　4.1　光谱仪器分类 
　　4.2　色散光谱仪的基本性能参量 
　5　棱镜、光栅和F—P干涉仪的分光性能 
　　5.1　棱镜光谱仪 
　　5.2　光栅光谱仪 
　　5.3　法布里一珀罗干涉仪 
　6　傅里叶变换光谱仪 
　　6.1　基本原理 
　　6.2　傅里叶变换光谱仪的特点 
　习题与思考题 
第七章　空间频率滤波与全息术 
第八章　光在各向异性介质中的传播 
第九章　光源和光探测器 
第十章　非线性光学 
参考答案 
汉英名词索引 
参考文献