光學原理[馬科斯·玻恩著書籍]

光學原理作者馬科斯·玻恩，全書以麥克斯韋巨觀電磁理論為基礎，系統闡述光在各種媒質中的傳播規律，包括反射、折射、偏振、色散、干涉、衍射、散射以及金屬光學（吸收媒質）和晶體光學（各向異性媒質）等。

內容簡介

本書是一部經典光學世界名著。全書以麥克斯韋巨觀電磁理論為基礎，系統闡述光在各種媒質中的傳播規律，包括反射、折射、偏振、色散、干涉、衍射、散射以及金屬光學（吸收媒質）和晶體光學（各向異性媒質）等。幾何光學也作為極限情況（波長l→0）而納入麥克斯韋方程系統，並從衍射觀點討論了光學成像的像差問題。新版增加了計算機層析術、寬頻光干涉、非均勻媒質光散射等內容。

本書引文豐富且所涉廣泛，上溯歷史，下至近代，旁及有關學科和套用，故能於一專著中給讀者以寬闊視野與充分求索之空間。全書共十五章，中譯本分上下冊出版。上冊包括“歷史引言”和前八章，內容多屬基礎；下冊包括後七章和附錄，層次較深。

本書基礎性、系統性和學術性兼備，可供光學教學與研究人員包括高年級本科生、研究生等閱讀和參考。

作者簡介

馬科斯·玻恩（1887—1970）是20世紀最傑出和最有影響的物理學家之一，曾對量子力學基礎的奠定做出過重大貢獻，並因此獲得1954年諾貝爾物理學獎。但他在物理學的其他分支，例如晶格動力學理論方面的成就也十分突出。他所創建的哥廷根理論物理學派當時名列世界首位，對物理學的發展產生過很大影響。從1936年到1953年，他一直是英國愛丁堡大學的Tait教授。

玻恩著作豐富，一生髮表過論文約300篇，出版書著30部——本書《光學原理》的前Optik（1933）亦為其名著。除諾貝爾獎外，還接受過眾多榮譽。他曾被全世界許多學術團體選為榮譽會員並授予多項名譽學位。

目錄

歷史引言

第1章　電磁場的基本性質

1.1　電磁場

1.1.1　麥克斯韋方程

1.1.2　物質方程

1.1.3　突變面處的邊界條件

1.1.4　電磁場的能量定律

1.2　波動方程和光速

1.3　標量波

1.3.1　平面波

1.3.2　球面波

1.3.3　諧波和相速

1.3.4　波包和群速

1.4　矢量波

1.4.1　一般的電磁平面波

1.4.2　諧電磁平面波

(a） 橢圓偏振

(b） 線偏振和圓偏振

(c） 偏振態的表征——斯托克斯參量

1.4.3　任意形式的諧矢量波

1.5　平面波的反射和折射

1.5.1　反射定律和折射定律

1.5.2　菲涅耳公式

1.5.3　反射率和透射率；反射和折射產生的偏振

1.5.4　全反射

1.6　波在分層媒質中的傳播和介質膜理論

1.6.1　基本微分方程

1.6.2　分層媒質的特性矩陣

(a） 均勻介質膜

(b） 分層媒質作為均勻薄膜的膜堆

1.6.3　反射係數和透射係數

1.6.4　均勻介質膜

1.6.5　周期性分層媒質

第2章　電磁勢和電磁極化

2.1　真空中的電動勢

2.1.1　矢勢和標勢

2.1.2　推遲勢

2.2　極化和磁化

2.2.1　用極化強度和磁化強度表示矢勢和標勢

2.2.2　赫茲矢量

2.2.3　一個線性電偶極子的場

2.3　洛倫茲-洛倫茨公式和初等色散理論

2.3.1　介電極化率和磁極化率

2.3.2　有效場

2.3.3　平均極化率:洛倫茲-洛倫茨公式

2.3.4　初等色散理論

2.4　用積分方程處理電磁波的傳播

2.4.1　基本積分方程

2.4.2　埃瓦爾德-歐西恩消光定理和洛倫茲-洛倫茨公式的嚴格推導

2.4.3　藉助埃瓦爾德-歐西恩消光定理處理平面波的折射和反射

第3章　幾何光學基礎

3.1　對於極短波長的近似處理

3.1.1　程函方程的推導

3.1.2　光線和幾何光學的強度定律

3.1.3　振幅矢量的傳播

3.1.4　推廣和幾何光學的適用範圍

3.2　光線的一般性質

3.2.1　光線的微分方程

3.2.2　折射定律和反射定律

3.2.3　光線匯及其焦點特性

3.3　幾何光學的其他基本定理

3.3.1　拉格朗日積分不變式

3.3.2　費馬原理

3.3.3　馬呂斯和杜平定理及一些有關定理

第4章　光學成像的幾何理論

4.1　哈密頓特徵函式

4.1.1　點特徵函式

4.1.2　混合特徵函式

4.1.3　角特徵函式

4.1.4　旋轉折射面的角特徵函式近似形式

第5章　像差的幾何理論

第6章　成像儀器

第7章　干涉理論基礎和干涉儀

第8章　衍射理論基礎

第9章　像差的衍射理論

第10章　部分相干光的干涉和衍射

第11章　嚴格的衍射理論

第12章　光被超音波衍射

第13章　不均勻媒質產生的散射

第14章　金屬光學

第15章　晶體光學

附錄A　變分法

附錄B　光學，電子光學和波動力學

附錄C　一些積分的漸近近似

附錄D　狄拉克δ函式

附錄E　嚴格推導洛倫茲-洛倫茨定律所用的一個數學引理(2.4.2節）

附錄F　電磁場中不連續性的傳播(3.1.1節）

附錄G　澤尼克圓多項式(9.2.1節）

附錄H　譜相干度(10.5節）不等式|μ12(ν）|≤1的證明

附錄I　倒易不等式(10.8.3節）的證明

附錄J　兩個積分(12.2.2節）的計算

附錄K　標量波場中的能量守恆(13.3節）

附錄L　瓊斯引理(13.3節）的證明

作者索引

主題索引