醉染图书基础光学9787111521686

前言
绪论
0.1光学及其研究内容
0.2光学发展史
0.3学习方法
第l章几何光学
1.1几何光学的基本概念和基本定律
1.1.1光源、光波与光线的概念
1.1.2光线传播的基本定律
1.1.3全反
1.1.4折棱镜
1.2惠更斯原理
1.2.1惠更斯原理的物理表述
1.2.2对光的反和折定律的解释
1.3费马原理
1.3.1光程的概念
1.3.2费马原理的表述
1.3.3费马原理对几何光学传播定律的验
1.4光学成像的基本概念
1.4.1光束、光具组、像与物
1.4.2物方和像方、理想光具组、物与像的共轭
1.4.3等光程、等光程面
1.5共轴球面组的成像规律
1.5.1单球面的折规律
1.5.2傍轴光线的成像规律
1.5.3傍轴物点的成像规律和横向放率 1.5.4多球面逐次成像
1.6透镜及其成像规律
1.6.1薄透镜焦距公式
1.6.2成像公式——高斯公式和牛顿公式
1.6.3薄透镜成像的作图法
1.6.4共轴透镜组成像
1.7光学成像仪器
1.7.1眼睛的构造和成像机能
1.7.2放大镜和目镜
1.7.3显微镜
1.7.4望远镜
1.7.5照相机
1.7.6投影仪
1.8光度学和光阑
1.8.1光度学简介
1.8.2辐通量和光通量
1.8.3发光强度
1.8.4照度
1.8.5亮度
1.8.6光阑
1.9像差
1.9.1球差
1.9.2彗差
1.9.3像散和场曲
1.9.4畸变
1.9.5色像差
习题
第2章光的波动概念和描述
2.1描述光波的基本参数
2.2光速和光强
.光波的基本分类及其数学描述
..1F面波的数学描述
..2球面波的数学描述
..共轭光波及强的振幅表示
2.4波前函数
习题
第3章光的偏振
3.1光波的偏振态
3.1.1偏振片
3.1.2自然光
3.1.3线偏振光
3.1.4马吕斯定律
3.1.5邵分倔振光
3.1.6圆偏振光
3.1.7椭圆偏振光
3.2完全偏振光的琼斯矩阵表示
3.2.1琼斯矢量
3.2.2偏振光的琼斯矩阵表示
3.3立体视觉与立体电影
3.3.1立体视觉
3.3.2立体电影
习题
第4章光波在界面的反和折规律
4.1入、反和折光的光矢量
的分解
4.2菲涅耳反和折公式
4.3光在界面反时的相位跃变——半波损失
4.4光在介质界面传播时偏振态的变化——布儒斯特角
4.5几种典型情况下反光的相位变化
4.5.1正入
4.5.2掠入
4.5.3全反
4.5.4光在多层介质界面的反和折
4.6光强和能流的反率和透率
4.7斯托克斯倒逆关系
习题
第5章光的干涉
5.1波的叠加原理
5.2波的相干叠加和非相干叠加
5.2.1波的干涉
5.2.2相干叠加
5.3光波的相干条件
5.4两个理想点光源的干涉
5.5杨氏干涉
5.6干涉条纹的反衬度
5.7分波前干涉
5.7.1菲涅耳双面镜
5.7.2菲涅耳双棱镜
5.7.3劳埃德镜
5.8分振幅干涉
5.8.1等倾干涉
5.8.2等倾干涉条纹的特点
5.8.3等厚干涉
5.8.4楔形薄膜的等厚条纹——劈尖干涉
5.8.5牛顿环
5.8.6增透膜和增反膜
5.8.7迈克尔逊干涉仪
5.8.8光场的时空相干
5.8.9多光束干涉-法布里-珀涉仪
习题
第6章光的衍
6.1衍现象
6.2光的衍及其分类
6.3衍的特点
6.4惠更斯-菲涅耳原理
6.5菲涅耳-基尔霍夫衍积分公式
6.6衍的巴比涅原理
6.7菲涅耳衍
6.8矢量图解法
6.9菲涅耳波带片
6.10夫琅禾费单缝衍
6.10.1利用振动矢量图法求解单缝夫琅禾费衍的光强分布
6.10.2利用菲涅耳-夫琅禾费衍积分公式求解单缝夫琅禾费衍的光强分布
6.10.3夫琅禾费单缝衍的光强分布特点
6.1l夫琅禾费矩孔衍
6.12夫琅禾费圆孔衍以及光学仪器的分辨本领
6.12.1夫琅禾费圆孔衍
6.12.2光学仪器的分辨本领
习题
第7章衍光栅
7.1夫琅禾费多缝衍
7.1.1多缝衍的强度分布
7.1.2缝间干涉引起的光场分布
7.2衍光栅
7.2.1光栅光谱的形成原理
7.2.2光栅光谱的谱线宽度
7..光栅的色散本领
7.2.4光栅的色分辨本领
7.2.5光栅的自由光谱范围
7.3闪耀光栅
7.4全息技术基础
7.4.1全息技术发展历史简述
7.4.2波前记录与再现
7.4.3全息照相的特点
7.4.4全息图的分类
习题
第8章晶体光学
8.1双折现象
8.1.1晶体的光轴
8.1.2晶体中光波的偏振
8.2晶体中光波的波面
8.2.1主折率、正晶体和负晶体
8.2.2晶体中的波面
8.3利用惠更斯作图法确定o光和e光的传播方向
8.3.1光在主截面内的斜入
8.3.2光在主截面内的垂直入
8.3.3光在垂直于光轴的平面内的斜入
8.4晶体光学器件
8.4.1晶体偏振片
8.4.2偏光棱镜
8.4.3偏光分束棱镜
8.4.4波晶片——偏振态的改变
8.4.5补偿器
8.5偏振光的检验
8.5.1自然光和圆偏振光的甄别
8.5.2部分偏振光和椭圆偏振光的甄别
8.6偏振光的干涉
8.6.1偏振片的相对位置引起的附加相位差
8.6.2δ=δ时偏振光的干涉
8.6.3δ=δ+π时偏振光的干涉
8.6.4出现干涉条纹的偏振光干涉
8.7电光效应
8.7.1克尔效应
8.7.2泡克耳斯效应
8.8旋光
8.8.1晶体的旋光
8.8.2液体的旋光
8.8.3对旋光现象的解释
8.8.4磁致旋光
习题
第9章光波与介质的相互作用
9.1光与物质相互作用的经典理论
9.2光的色散
9.2.1色散的观测
9.2.2正常色散
9..反常色散
9.3光的吸收
9.4光的散
9.4.1光的散现象
9.4.2瑞利散
9.4.3米氏散
9.4.4拉曼散
习题
附录
附录A常用物理常数
附录B折率表
附录C常用光源的典型谱线和波长
附录D几种物质的旋光度率
附录E显微镜的物镜和目镜
附录F光度单换算表
附录G典型光学玻璃的色散
参考文献

蔚蓝的天空上漂浮着的朵朵白云和雨后悬挂在天边的美丽，街道两边LED广告板闪烁着的迷人光彩、夜晚远处的路灯映于眼帘的光芒和舞台上五颜六色的绚丽的激光秀，商店里琳琅满目的数码相机，天文台中巍然矗立的大型望远镜……这些事物看似不相关，但它们其实都和光学有密切的联系。光学是以光为对象，阐明和研究光的产生、传播和接收的规律以及光与物质的相互作用机制的理论。 光学包含的内容十分丰富，有经典的几何光学和以电磁场为基础的经典波动光学，也有建立在近现代物理理论和技术基础之上的现代光学，如量子光学、激光光学、全息光学、近场光学、傅里叶光学、非线光学、光谱学等。 光学的发展历久弥新，与时俱进，生机勃发。从初顿的微粒说和惠更斯的次波学说到杨氏干涉和菲涅耳的衍理论，从爱因斯坦的光量子说到量子光学理论，从自然火光到油气灯，从普通电光源到激光，从简单的三棱镜到分光仪，从平面镜到哈勃望远镜，从黑白照片到全息照片，从无声电影到IMAX……光学的发展使人们透过日常生活中司空见惯的光现象，深入到了光的本质，并利用光学原理不断地创造出了丰富多彩的实用技术和工具以及高精尖的科学仪器。特别是激光的广泛应用，更是促进了通信技术和信息处理、精密加工和制造、光电技术和工程、精密仪器和测量、光谱分析和检测等领域的飞展。 因此，光学是一门理论和应兼强的学科，一直以来都是各大学物理类、光学工程类、光电信息类和精密仪器类理工科专业学生必修的重要基础课目之一。本书主要面向相关专业低年级学生，立足于大类通识教育对光学理论的要求，旨在继承前人的研究成果，总结光学发展的新内容，注重基础光学理论的学习和实际的应用，使学生能够系统地认识光学的发展规律和发展动向，为进一步深入学习光学方面的专业课程以及专业知识和技术打下良好的基础。 本书包括以下主要内容： 1几何光学是波动光学在波长为小时的极限情况，此时可将光束视为几何线条。本书的几何光学部分在光传播的基本规律的基础上，阐述利用透镜成像的基本原理以及像差的形成和补偿，并介绍几种视光学仪器和光度学的基本知识。 2从经典的波动理论出发，阐述波动光学的基础理论，主要包括光波的概念和数学描述、两种基本的波——平面波和球面波及其复振幅的表述、偏振的基础以及光波在界面反和折时振幅、相位和偏振态等的变化。 3围绕光的干涉的现象、原理和装置，系统阐述波的叠加原理和干涉条件、干涉的分类和各自的特点及应用、光场的时间和空间上的相干，重点介绍几种典型的干涉装置的原理和实际应用。 4从光的衍现象和分类出发，以菲涅耳的衍理论为基础，分析两种典型衍的发光强度分布特点，阐明光学仪器的分辨本领。在此基础上，重点论述衍光栅的原理和应用，并简述建立在干涉和衍基础上的全息技术。 5重点关注光在各向异晶体中的传播，介绍有关晶体光学的基本现象和理论知识，包括晶体的双折、晶体偏振器件以及波片、旋光效应和电光效应及其应用。 6介绍光与介质的相互作用，包括光的吸收、散和色散的现象、理论及其应用。 本书是由长期从事光学理论和实验教学及研究的教师联合编写的。绪论和章中几何光学部分由彭伟教授和胡瑞女士负责撰写；章中的光学仪器和光度学部分由潘石教授和王乔讲师负责撰写；第2章由潘路军教授负责撰写；第3章由荆振国副教授和武震林讲师负责撰写；第4章至第8章由潘路军教授负责撰写，张毅副教授负责撰写了全息光学的内容；第9章由詹卫伸副教授和李睿讲师负责撰写；附表及课件由荆振国副教授和武震林讲师负责搜集和整理；李睿讲师和胡瑞女士负责了部分图表的设计和制作。潘路军教授进行了全书的整体统稿和编纂。 同时，本书的编写得到了大连理工大学教务处和物理与光电工程学院的大力支持，在此深表谢意。 尽管在编写中对书稿进行了反复认真的修改和校对，但错误和纰漏仍在所难免，敬请广大读者批评指正。 潘路军于大连理工大学