光學（簡體書）

本書是作者以多年來在山東大學光學系講授光學課程的講稿及講義為基礎充實整理而寫成的。全書內容包括幾何光學，波動光學通論，光的干涉，光的衍射，光在晶體中的傳播，光的吸收，色散和散射，光的量子性與激光共7章。在選材上以基礎光學的傳統內容為主，以波動光學為主，同時對現代光學的發展亦有充分的反映。在內容編排及講法上注意從光學知識的內在規律性和系統性出發，突出和加強基本的物理概念、物理思想和物理圖像的闡述，并注意各部分內容的內在聯系及自洽。

全書內容豐富、思路清晰、解說翔實、析理透徹；并注意將基本內容與選講內容分開，以適應不同層次的需要。 編著者主講的以本書為教材的光學課程已于2006年被評為國家精品課程。 本書可作為綜合性大學或其他高等院校物理類和電子信息類學科的光學教材，對其他學習光學者及有關科技人員亦是一本有價值的參考書。

第三版前言
修訂版前言
第一版前言
緒論
第1章 幾何光學
1.1 光線傳播的基本規律
1.1.1 光線傳播的實驗規律
1.1.2 費馬原理——光線傳播的普遍規律
1.2 成像的基本原理
1.2.1 成像的基本概念
1.2.2 單球面及共軸球面系統傍軸成像(逐次成像)
1.2.3 薄透鏡傍軸成像
1.2.4 光焦度 高斯公式和牛頓公式作圖法
1.2.5 共軸球面系統傍軸成像(基面成像)
1.2.6 傍軸光學的矩陣方法
1.3 成像儀器
1.3.1 眼睛
1.3.2 放大鏡和目鏡
1.3.3 顯微鏡-
1.3.4 望遠鏡-
1.4 光闌與像差
1.4.1 光闌-
1.4.2 像差
習題
觀察思考及討論題
第2章 波動光學通論
2.1 波的概念與光的電磁理論基礎
2.1.1 波的基本概念
2.1.2 光的電磁理論基礎
2.2 波的數學描述
2.2.1 波的實數表示與時空周期性
2.2.2 波的復數表示與復振幅
2.2.3 波的矢量表示
2.3 波的疊加
2.3.1 波的疊加原理
2.3.2 同頻率簡諧波疊加的一般分析及干涉概念
2.3.3 兩列同頻率、同向振動的平面波的疊加
2.3.4 兩列同頻率、同向振動、反向傳播的平面波的疊加——光駐波
2.3.5 兩列同頻率、振動方向互相垂直、同向傳播的平面波的疊加——橢圓偏振光的形成及特征
2.3.6 兩列頻率相近、同向振動、同向傳播的平面波的疊加——光學拍
2.4 光的偏振態
2.4.1 完全偏振光——線偏振光，圓偏振光，橢圓偏振光
2.4.2 非偏振光——自然光
2.4.3 部分偏振光及偏振度
2.4.4 偏振片及其光強響應
2.5 波的傅里葉分析及時空域中的反比關系
2.5.1 波的傅里葉分析
2.5.2 波在空域和時域中的反比關系
2.6 光在兩種各向同性介質界面的反射與折射
2.6.1 反射與折射時光的振幅比 菲涅耳公式
2.6.2 反射與折射時光的光強比與能流比
2.6.3 反射光與折射光的相位變化
2.6.4 反射光與折射光的偏振態
2.6.5 全反射與隱失波
習題
觀察思考及討論題
第3章 光的干涉
3.1 光的相干條件
3.1.1 光的相干條件
3.1.2 干涉條紋的襯比度
3.1.3 相干光束的產生方法
3.2 分波前干涉
3.2.1 楊氏實驗
3.2.2 其他分波前裝置
3.3 光場的相干性
3.3.1 光源空間展寬的影響 光場的空間相干性
3.3.2 光源光譜展寬的影響 光場的時間相干性
3.3.3 部分相干性理論基礎
3.4 分振幅干涉(一)：薄板的雙光束干涉
3.4.1 點光源的干涉及干涉條紋的定域概念
3.4.2 等傾干涉
3.4.3 等厚干涉
3.4.4 薄膜干涉定域及光源臨界寬度的進一步討論
3.4.5 邁克耳孫干涉儀
3.5分 振幅干涉(二)：平行平板的多光束干涉
3.5.1 平行平板多光束干涉的分析
3.5.2 法布里一珀羅干涉儀
3.5.3 光學薄膜簡介
習題
觀察思考及討論題
第4章 光的衍射
4.1 衍射的基本原理及分類
4.1.1 衍射現象概述
4.1.2 惠更斯一菲涅耳原理及平面屏衍射理論
4.1.3 衍射問題的近似處理及分類
4.2 菲涅耳衍射
4.2.1 菲涅耳衍射的分析方法
4.2.2 圓孔、圓屏及某些環扇形孔徑的衍射
4.2.3 菲涅耳波帶片
4.3 夫瑯禾費衍射(一)：連通孔徑
4.3.1 單縫衍射
4.3.2 矩孔衍射
4.3.3 圓孔衍射
4.4 光學成像系統的分辨本領
4.5 夫瑯禾費衍射(二)：非連通孔徑
4.5.1 多縫衍射
4.5.2 夫瑯禾費衍射的一般性質及其他孔徑的衍射
4.6 光柵
4.6.1 光柵的主要性能
4.6.2 閃耀光柵、階梯光柵及三維光柵
4.6.3 棱鏡光譜儀及其與光柵、法一珀干涉儀分光性能的比較
4.7 相干光成像系統的頻譜分析
4.7.1 復振幅透過率及其空間頻率譜的物理意義
4.7.2 透鏡的傅里葉變換作用
4.7.3 阿貝成像理論及空間濾波
4.8 全息照相的原理與特點
習題
觀察思考及討論題
第5章 光在晶體中的傳播
5.1 晶體雙折射
5.1.1 雙折射現象基本定義與規律
5.1.2 單軸晶體中的波面——惠更斯假設
5.1.3 平面波在單軸晶體內的傳播——惠更斯作圖法
5.1.4 單軸晶體雙折射的進一步討論
5.2 晶體光學器件偏振光的檢驗
5.2.1 線偏振器
5.2.2 相位延遲器——波晶片和補償器
5.2.3 圓起偏器和圓檢偏器
5.2.4 光通過波晶片后偏振態的變化
5.2.5 偏振光的檢驗
5.3 偏振光的干涉
5.3.1 平行偏振光的干涉
5.3.2 會聚偏振光的干涉
5.3.3 波動光學中相位規定的自洽性
5.4 人工雙折射及其應用
5.4.1 應力雙折射
5.4.2 克爾效應
5.4.3 泡克耳斯效應
5.5 旋光
5.5.1 旋光
5.5.2 磁致旋光
5.6 偏振態及其變換的矩陣描述
習題
觀察思考及討論題
第6章 光的吸收色散和散射
6.1 光的吸收
6.1.1 光的線性吸收規律與復折射率
6.1.2 吸收與波長的關系
6.2 光的色散
6.2.1 色散概念及其規律
6.2.2 吸收和色散的經典電子理論
6.2.3 光的相速和群速
6.3 光的散射
6.3.1 瑞利散射米氏散射及大粒子散射
6.3.2 拉曼散射
習題
觀察思考及討論題
第7章 光的量子性激光
7.1 黑體輻射
7.1.1 兩種不同形式的輻射
7.1.2 基爾霍夫熱輻射定律
7.1.3 黑體輻射的實驗規律
7.1.4 黑體輻射的經典理論及其與實驗的矛盾
7.1.5 能量子假設與普朗克公式
7.1.6 光測高溫法
7.2 光的粒子性及其實驗基礎
7.2.1 光電效應
7.2.2 康普頓效應
7.2.3 光壓
7.3 光的波粒二象性
7.3.1 光的粒子性
7.3.2 光的波粒二象性及其概率解釋
7.4 激光
7.4.1 產生激光的基本原理
7.4.2 激光器的組成及工作過程
7.4.3 激光的主要特點和應用
7.5 非線性光學簡介
習題
觀察思考及討論題
參考文獻
一、參考書目
二、作者部分教學研究論文目錄
附錄
附錄I 常用物理常數表
附錄Ⅱ 一些光學介質的折射率
附錄Ⅲ 一些典型譜線的波長
漢英名詞索引
部分習題答案