物理光學(xué)簡明教程

緒論
第1章 光的電磁理論
1.1 光的電磁波性質(zhì)
1.2 單色平面波和球面波
1.2.1 單色平面波的表示
1.2.2 單色平面電磁波的性質(zhì)
1.2.3 單色球面波
1.3 光源和光的輻射
1.3.1 光源
1.3.2 光輻射的經(jīng)典模型
1.3.3 輻射能
1.3.4 實際光波
1.4 光在介質(zhì)分界面上的反射和折射
1.4.1 反射定律和折射定律
1.4.2 菲涅耳公式
1.4.3 菲涅耳公式的討論
1.4.4 反射率和透射率
1.5 全反射和隱失波
1.5.1 反射系數(shù)和位相變化
1.5.2 隱失波
1.5.3 全反射應(yīng)用舉例
*1.6 光波在金屬表面的透射和反射
1.6.1 金屬中的透射波
1.6.2 金屬表面的反射
1.7 光的吸收、色散和散射
1.7.1 光的吸收
1.7.2 光的色散
1.7.3 光的散射
1.8 單色光波的疊加和干涉
1.8.1 疊加原理
1.8.2 兩個同頻光波的疊加和干涉
1.8.3 光駐波
1.9 不同頻率光波的疊加
1.9.1 光拍
1.9.2 光的相速度和群速度
1.10 復(fù)雜波的分解
1.10.1 周期性波的分析
1.10.3 非周期性波的分析
1.11 本章小結(jié)
思考題
習(xí)題
第2章 光的干涉及其應(yīng)用
2.1 實際光波的干涉及實現(xiàn)方法
2.2.1 干涉條件
2.1.2 光波分離方法
2.2 楊氏干涉實驗
2.3 分波前法干涉的其他實驗裝置
2.4 干涉條紋的對比度
2.4.1 光源大小的影響
2.4.2 光源非單色性影響
2.4.3 兩相干光波振幅比的影響
2.5 平行平板產(chǎn)生的干涉
2.5.1 條紋的定域
2.5.2 等傾條紋
2.6 楔形平板產(chǎn)生的干涉
2.6.1 定域面和定域深度
2.6.2 楔形平板產(chǎn)生的等厚條紋
2.6.3 等厚條紋的應(yīng)用
2.7 邁克耳孫干涉儀
2.8 多光束干涉
2.8.1 強(qiáng)度分布公式
2.8.2 強(qiáng)度公式討論
2.8.3 法布里-珀羅(Fabry?Perot)干涉儀
2.8.4 法布里-珀羅干涉儀的應(yīng)用
2.9 多光束干涉原理在薄膜理論中的應(yīng)用
2.9.1 單層膜
2.9.2 雙層膜和多層膜
2.9.3 干涉濾光片
2.10 本章小結(jié)
思考題
習(xí)題
第3章 光的衍射與現(xiàn)代光學(xué)
3.1 惠更斯-菲涅耳原理
3.2 菲涅耳衍射和夫瑯禾費(fèi)衍射
3.2.1 兩類衍射現(xiàn)象的特點
3.2.2 衍射的近似計算公式
3.2.3 夫瑯禾費(fèi)衍射與傅里葉變換
3.3 菲涅耳圓孔和圓屏衍射
3.3.1 圓孔衍射與半波帶法
3.3.2 圓屏的菲涅耳衍射
3.3.3 菲涅耳波帶片
3.4 夫瑯禾費(fèi)單縫衍射
3.4.1 夫瑯禾費(fèi)衍射實驗裝置
3.4.2 單縫衍射光強(qiáng)分布公式
3.4.3 單縫衍射公式的討論
3.4.4 單縫衍射的應(yīng)用
3.5 夫瑯禾費(fèi)矩孔衍射
3.6 夫瑯禾費(fèi)圓孔衍射與成像儀器的分辨本領(lǐng)
3.6.1 夫瑯禾費(fèi)圓孔衍射
3.6.2 光學(xué)成像儀器中的衍射現(xiàn)象
3.6.3 成像儀器的分辨本領(lǐng)
3.7 多縫的夫瑯禾費(fèi)衍射
3.7.1 強(qiáng)度分布公式
3.7.2 強(qiáng)度公式的討論
3.8 衍射光柵
3.8.1 光柵的分光性能
3.8.2 其他光柵
3.9 全息照相
3.9.1 什么是全息照相
3.9.2 全息照相原理
3.9.3 全息照相的應(yīng)用
3.10 光信息處理
3.10.1 阿貝成像理論和阿貝-波特實驗
3.10.2 光信息處理舉例
3.11 本章小結(jié)
思考題
習(xí)題
第4章 光的偏振和偏振器件
4.1 從自然光獲得線偏振光
4.1.1 自然光與偏振光
4.1.2 從自然光獲得線偏振光的方法
4.1.3 馬呂斯定律和消光比
4.2 晶體的雙折射
4.2.1 雙折射現(xiàn)象的規(guī)律
4.2.2 晶體的各向異性與電磁理論
4.2.3 用惠更斯原理說明雙折射現(xiàn)象
4.3 晶體光學(xué)器件
4.3.1 偏振棱鏡
4.3.2 波片
4.4 橢圓偏振光和圓偏振光
4.4.1 振動互相垂直的線偏振光的疊加
4.2.2 幾種特殊情況的討論
4.4.3 橢圓(圓)偏振光的旋向
4.4.4 利用全反射產(chǎn)生橢圓和圓偏振光
4.5 偏振光和偏振器件的矩陣表示
4.5.1 瓊斯矢量
4.5.2 偏振器件的矩陣表示
4.6 偏振光的干涉及其應(yīng)用
4.6.1 偏振光干涉原理
4.6.2 光測彈性方法
4.6.3 電光效應(yīng)及光調(diào)制
4.7 旋光
4.7.1 測量旋光的裝置及旋光規(guī)律
4.7.2 旋光現(xiàn)象的解釋
4.7.3 磁致旋光效應(yīng)
4.8 本章小結(jié)
思考題
習(xí)題
第5章 光的量子性
5.1 熱輻射和普朗克能量子假說
5.1.1 熱輻射
5.1.2 黑體輻射
5.1.3 普朗克能量子假說和普朗克公式
5.2 光電效應(yīng)愛因斯坦光子假說
5.2.1 光電效應(yīng)實驗
5.2.2 光波動理論的困難
5.2.3 愛因斯坦光子假說
5.2.4 光電效應(yīng)的應(yīng)用
5.3 康普頓效應(yīng)
5.4 波粒二象性
5.5 光發(fā)射與吸收的量子模型
5.6 本章小結(jié)
思考題
習(xí)題
第6章 激光
6.1 光的受激吸收、自發(fā)輻射和受激輻射
6.1.1 三種過程的含義和幾率
6.1.2 三個愛因斯坦系數(shù)的關(guān)系
6.2 光在介質(zhì)中的放大
6.2.1 粒子數(shù)的熱平衡分布和反轉(zhuǎn)分布
6.2.2 如何實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布
6.2.3 增益系數(shù)
6.3 光學(xué)諧振腔
6.4 激光器
6.5 激光的應(yīng)用
6.6 非線性光學(xué)
6.6.1 倍頻效應(yīng)
6.6.2 混頻效應(yīng)
6.6.3 光致折射率效應(yīng)
6.6.4 光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)
6.7 本章小結(jié)
思考題
習(xí)題
附錄A 傅里葉級數(shù)、傅里葉積分和傅里葉變換
附錄B 貝塞爾函數(shù)
附錄C與物理光學(xué)相關(guān)的諾貝爾物理學(xué)獎
習(xí)題答案
參考文獻(xiàn)