面向21世紀課程教材:光學

面向21世紀課程教材:光學

《面向21世紀課程教材:光學》是教育部“高等教育面向21世紀教學內容和課程體系改革計畫”的研究成果,是面向21世紀課程教材和普通高等教育“九五”規劃教材。全書對傳統教學內容進行了精選、整合和重構,將光學的近代發展納入基礎內容,將新觀點、新技術、新方法和傳統內容有機結合,既注重理論也重視套用,體現了物理教學“寬專業、厚基礎、高科技”的原則,內容講述由淺入深、循序漸進、體系完整、概念清晰。《光學》包括幾何光學、光波場的描述、光的干涉、光的衍射、光的偏振、成像儀器與光譜儀、光源和光探測器、非線性光學等內容。

內容簡介

《面向21世紀課程教材:光學》是教育部“高等教育面向21世紀教學內容和課程體系改革計畫”的研究成果,是面向21世紀課程教材和普通高等教育“九五”規劃教材。《面向21世紀課程教材:光學》可作為物理類專業課程的教材,也可供有關專業的學生和教師參考。

圖書目錄

引言
第一章幾何光學
1幾何光學的基本定律和費馬原理
1.1基本定律
1.2費馬原理
2成像的基本概念
2.1物和像
2.2理想光學系統物像之間的共軛性
2.3物像之間的等光程性
3傍軸條件下的單球面折射成像
3.1傍軸條件
3.2符號規則
3.3傍軸球面折射的物像關係式
3.4放大率
4薄透鏡的成像公式和放大率
5共軸球面系統
6光學系統中的光闌
6.1孔徑光闌入射光瞳和出射光瞳
6.2視場光闌入射窗和出射窗
6.3光闌與景深
6.4相對孔徑和廠數
7像差
7.1幾何像差波像差
7.2球差
7.3彗差
7.4像散
7.5像場彎曲(場曲)
7.6畸變
7.7色差
7.8齊明點(不暈點)油浸物鏡
習題與思考題
第二章光波場的描述
1簡諧波的數學描述
1.1一維平面簡諧波
1.2三維平面簡諧波
1.3球面波傍軸近似和遠場近似
2波動方程和疊加原理
3傅立葉(Fourier)分析
3.1傅立葉級數
3.2傅立葉積分
4光波是電磁波
5光的偏振態
5.1光的偏振態
5.2兩個頻率相同、振動方向互相垂直的簡諧波的疊加
習題與思考題
第三章光通過各向同性介質及其界面所發生的現象
1光在各向同性介質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)比相位躍變(相移)
1.3反射率和透射率
1.4布儒斯特(Brewster)定律
1.5反射光與折射光的偏振態
1.6全反射與隱失波(近場光學)
1.7受抑全反射(光子隧道效應)
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非純淨介質中的光散射
4.2純淨介質中的分子散射
4.3拉曼(Raman)散射
4.4布里淵(Brillouin)散射
4.5康普頓(Compton)散射
習題與思考題
第四章光的干涉
1相干光
1.1相干條件和相干疊加
1.2非相干疊加
1.3相干光的獲得
2楊氏(Young)實驗
2.1實驗裝置與光強分布
2.2干涉條紋的形狀和間距
2.3干涉條紋的可見度
2.4光源寬度對條紋可見度的影響空間相干性
2.5光源的非單色性對可見度的影響時間相干性
3薄膜干涉
3.1干涉條紋的定域
3.2等傾干涉
3.3等厚干涉
3.4透射光的干涉條紋
4邁克耳孫(Michelson)干涉儀
5法布里一珀羅(Fabry—Perot)干涉儀
6雷射諧振腔的選模原理
7光學薄膜
7.1單層增透膜和增反膜
7.2多層介質高反射膜
7.3干涉濾光片
習題與思考題
第五章光的衍射
1光的衍射現象
2惠更斯—菲涅耳(Huygens—Fresnel)原理
3衍射現象分類
3.1初步近似(傍軸近似)
3.2菲涅耳(Fresnel)衍射
3.3夫琅禾費(Fraunhofer)衍射
4夫琅禾費衍射實現屏函式的傅立葉變換
5夫琅禾費正弦光柵衍射
5.1正弦光柵的衍射特性
5.2超高頻衍射產生的隱失波
6夫琅禾費單縫、矩形孔和圓孔衍射
6.1實驗裝置和現象
6.2單縫衍射的光強分布公式
6.3振幅矢量圖解法
6.4單縫衍射圖樣的主要特徵
6.5矩形孔衍射
6.6夫琅禾費圓孔衍射
6.7瑞利(Rayleigh)判據
7夫琅禾費多縫衍射
7.1多縫衍射光強分布公式
7.2多縫衍射圖樣的主要特徵
7.3衍射光柵的分光原理
7.4閃耀光柵
8菲涅耳圓孔和圓屏衍射
8.1點光源菲涅耳圓孔衍射
8.2菲涅耳波帶片
8.3點光源菲涅耳圓屏衍射
9巴比涅(Babinet)原理
習題與思考題
第六章成像儀器與光譜儀
1放大鏡
1.1人眼的視角和最小可分辨角
1.2放大鏡的視角放大率
2顯微鏡
2.1顯微鏡的放大原理
2.2顯微鏡的分辨本領
2.3掃描探針顯微術(SPM)
3望遠鏡
3.1望遠鏡的放大率和分辨本領
3.2光學發射望遠鏡(雷射擴束器)
3.3自適應光學與主動光學
3.4太空望遠鏡
4光譜儀器分類和基本性能
4.1光譜儀器分類
4.2色散光譜儀的基本性能參量
5稜鏡、光柵和F—P干涉儀的分光性能
5.1稜鏡光譜儀
5.2光柵光譜儀
5.3法布里一珀羅干涉儀
6傅立葉變換光譜儀
6.1基本原理
6.2傅立葉變換光譜儀的特點
習題與思考題
第七章空間頻率濾波與全息術
第八章光在各向異性介質中的傳播
第九章光源和光探測器
第十章非線性光學
參考答案
漢英名詞索引
參考文獻

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