《光学》是面向21世纪课程教材,全书对传统教学内容进行了精选、整合和重构,将光学的近代发展:比如一些与基础内容联系紧密且不需太多理论准备的前沿内容:纳入到基础内容中讲授,努力使新观点、新技术、新方法和光学的传统内容有机的结合,尽量做到拓宽基础、扩大知识面,既重理论也重应用,以适应较多的读者。全书包括几何光学、光波场的描述、光通过各向同性介质及其界面所发生的现象、光的干涉、光的衍射、成像仪器与光谱仪、空间频率滤波与全息术、光在各向异性介质中的传播、光源和光探测器、非线性光学10章。《光学》可作为物理类专业光学课程的教材,也可供其他专业和社会读者阅读。

当今世界,科学技术知识的增长和更新十分迅速,且学科之间不断交叉融合和渗透。光学也不例外,甚至是在更加日新月异迅猛地发展。光学与其他学科和技术相结合,开拓出一个又一个新的科研和应用领域,推动着整个科学技术和生产的迅速发展。
虽然光学的*基本的理论基础没有发生本质的变化,但光学与其他学科和技术结合,却引入了相应的新概念、新方法和数学手段,从而使光学变得更深刻、更丰富多彩和更充满活力。
我国的普通物理光学教材在基本知识、基本概念、基本规律和方法讲述上是具有特色的,而且多年来,在使教材现代化方面做了许多有益而可贵的探索,取得了丰硕的成果。
为了适应时代发展的要求,我们在多年从事光学教学和科研的基础上,编写了作为普通物理教材的《光学》。编写本书时,我们注意加强基础,扩大知识面,增加信息量,既重理论也重应用,更在如何使基础内容现代化上下功夫。同时致力于将书写“薄”,全书约30万字。
我们将光学的近代发展纳入基础内容中讲述,努力使新观点、新技术、新方法和光学课基本的传统内容有机结合。当然,纳入的只是和基础紧密联系而不需太多数理准备的前沿内容,或者只需一般了解类似科普式介绍的拓宽部分,以引导学生接触学科前沿发展领域,并加深对本课程的理解。增加新内容但不增加学时,我们删除、压缩了一些过时的、次要的或平行性的、或与其他课程重复的内容,对传统教学内容进行了精选、整合和重构。
几何光学的研究方法直观简便,学生在中学就有一定的基础,光学的许多基本知识基本概念也宜在此引入,故本书将它放在**章。其中介绍了费马原理,物像之间的等光程性,理想光学系统成像的傍轴条件,单球面与薄透镜成像,光阑、入射光瞳、出射光瞳、景深、焦深、像差、齐明点等。对共轴球面系统我们只是说明:实际上目前广泛应用的是采用矩阵追迹方法,通过计算机一次完成共轴系统的计算,而不是大多数教材仍在介绍的逐次成像法,并且简单说明了矩阵方法的思路。

引言
**章 几何光学
§1几何光学的基本定律和费马原理
1.1基本定律
1.2费马(Fermat)原理
§2成像的基本概念
2.1物和像
2.2理想光学系统物像之间的共轭性
2.3物像之间的等光程性
§3傍轴条件下的单球面折射成像
3.1傍轴条件
3.2符号规则
3.3傍轴球面折射的物像关系式
3.4放大率
§4薄透镜的成像公式和放大率
§5共轴球面系统
§6光学系统中的光阑
6.1孔径光阑入射光瞳和出射光瞳
6.2视场光阑入射窗和出射窗
6.3光阑与景深
6.4相对孔径和-厂数
§7像差
7.1几何像差波像差
7.2球差
7.3彗差
7.4像散
7.5像场弯曲(场曲)
7.6畸变
7.7色差
7.8齐明点(不晕点)油浸物镜
习题与思考题

第二章 光波场的描述
§1简谐波的数学描述
1.1一维平面简谐波
1.2三维平面简谐波
1.3球面波傍轴近似和远场近似
§2波动方程和叠加原理
§3傅里叶(Fourier)分析
3.1傅里叶级数
3.2傅里叶积分
§4光波是电磁波
§5光的偏振态
5.1光的偏振态
5.2两个频率相同、振动方向互相垂直的简谐波的叠加
习题与思考题

第三章 光通过各向同性介质及其界面所发生的现象
§1光在各向同性介质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)比相位跃变(相移)
1.3反射率和透射率
1.4布儒斯特(Brewster)定律
1.5反射光与折射光的偏振态
1.6全反射与隐失波(近场光学)
1.7受抑全反射(光子隧道效应)
§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非纯净介质中的光散射
4.2纯净介质中的分子散射
4.3拉曼(Raman)散射
4.4布里渊(Brillouin)散射
4.5康普顿((;ompton)散射
习题与思考题

第四章 光的干涉
§1相干光
1.1相干条件和相干叠加
1.2非相干叠加
1.3相干光的获得
§2杨氏(Young)实验
2.1实验装置与光强分布
2.2干涉条纹的形状和间距
2.3干涉条纹的可见度
2.4光源宽度对条纹可见度的影响空间相干性
2.5光源的非单色性对可见度的影响时间相干性
§3薄膜干涉
3.1干涉条纹的定域
3.2等倾干涉
3.3等厚干涉
3.4透射光的干涉条纹
§4迈克耳孙(Michelson)干涉仪
§5法布里一珀罗(Fabry-Perot)干涉仪
§6激光谐振腔的选模原理
§7光学薄膜
7.1单层增透膜和增反膜
7.2多层介质高反射膜
7.3干涉滤光片
习题与思考题

第五章 光的衍射
§1光的衍射现象
§2惠更斯一菲涅耳(Huygens—Fresnel)原理
§3衍射现象分类
3.1初步近似(傍轴近似)
3.2菲涅耳(Fr~nel)衍射
3.3夫琅禾费(Fraunhofer)衍射
§4夫琅禾费衍射实现屏函数的傅里叶变换
§5夫琅禾费正弦光栅衍射
5.1正弦光栅的衍射特性
5.2超高频衍射产生的隐失波
§6夫琅禾费单缝、矩形孔和圆孔衍射
6.1实验装置和现象
6.2单缝衍射的光强分布公式
6.3振幅矢量图解法
6.4单缝衍射图样的主要特征
6.5矩形孔衍射
6.6夫琅禾费圆孔衍射
6.7瑞利(Rayleigh)判据
§7夫琅禾费多缝衍射
7.1多缝衍射光强分布公式
7.2多缝衍射图样的主要特征
7.3衍射光栅的分光原理
7.4闪耀光栅
§8菲涅耳圆孔和圆屏衍射
8.1点光源菲涅耳圆孔衍射
8.2菲涅耳波带片
8.3点光源菲涅耳圆屏衍射
§9巴比涅(Babinet)原理
习题与思考题

第六章 成像仪器与光谱仪
第七章 空间频率滤波与全息术
第八章 光在各向异性介质中的传播
第九章 光源和光探测器
第十章 非线性光学
参考答案
汉英名词索引
参考文献
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