光学【2025|PDF下载-Epub版本|mobi电子书|kindle百度云盘下载】

光学PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

绪论1

一、光学简史1

二、准备知识4

2.1 几何光学的基本定律4

2.2 早期的波动说6

2.3 波动方程与波动的能流8

2.4 描述简谐波的参量与平面波9

2.5 波源的近场与远场10

三、光功率与光度学的单位11

3.1 光功率11

3.2 视见函数12

3.3 光度学的单位12

思考题14

习题15

第一章 各向同性线性无耗介质中的光波16

1.1 光波的表示式16

1.1.1 光的波动方程16

1.1.2 平面波与介质的特性阻抗17

1.1.3 球面波19

1.1.4 柱面波22

1.2 光波的偏振态23

1.2.1 偏振态的描述23

1.2.2 偏振光的能流25

1.2.3 偏振片25

1.2.4 自然光的偏振态26

1.2.5 光子的角动量27

1.3.1 电磁场的边界条件28

1.3 光在电介质界面上的反射和透射28

1.3.2 菲涅耳公式30

1.3.3 斯托克斯关系式34

1.4 电介质界面两侧的能流37

1.4.1 全反射37

1.4.2 隐失波39

1.4.3 全反射的振幅反射系数42

1.4.4 能流反射率与能流透射率43

1.5 费马原理45

1.5.1 费马原理的表述45

1.5.2 费马原理的波动光学意义47

1.5.3 光导纤维简介48

思考题50

习题52

第二章 干涉55

2.1 基本的干涉现象55

2.1.1 波的叠加原理55

2.1.2 行波与驻波56

2.1.3 波矢量相交的平面波的干涉57

2.1.4 不同频率的平面波干涉——群速度60

2.2 两个点源的干涉62

2.2.1 杨氏实验62

2.2.2 两个点源的光场63

2.2.3 远场的分析方法66

2.2.4 波束的空间扫描68

2.3 光的相干性68

2.3.1 相干光的概念68

2.3.2 原子(分子)的辐射69

2.3.3 对杨氏实验的初步分析71

2.3.4 面光源的相干性——空间相干性74

2.3.5 准单色光的相干性——时间相干性76

2.4 薄膜干涉79

2.4.1 引言79

2.4.2 均匀薄膜的等倾条纹81

2.4.3 楔形膜的等厚条纹85

2.5 双光束干涉仪87

2.5.1 迈克耳孙干涉仪87

2.5.2 激光干涉仪90

2.5.3 激光波长计91

2.6 光拍频92

2.6.1 干涉强度公式推导92

2.6.2 两种干涉现象的差异联系93

2.6.3 在科学实际问题上全面理解和掌握两种干涉94

2.6.4 光拍频原理在现代科技中的应用举例95

思考题96

习题98

第三章 衍射102

3.1 衍射现象与惠更斯-菲涅耳原理102

3.1.1 惠更斯-菲涅耳原理102

3.1.2 半波带法103

3.1.3 菲涅耳波带片106

3.1.4 巴比涅原理107

3.2 夫琅禾费衍射108

3.2.1 夫琅禾费衍射公式108

3.2.2 相角因子的计算方法110

3.2.3 微缝的衍射112

3.2.4 对称振子天线114

3.3 典型的夫琅禾费衍射116

3.3.1 矩形孔的衍射116

3.3.2 单缝的衍射117

3.3.3 圆孔的衍射120

3.3.4 圆柱形介质的衍射123

3.4 光源与光波的空间频谱124

3.4.1 对反射定律和折射定律的再认识124

3.4.2 空间频谱的概念125

3.4.3 二维的空间角频率128

3.5 光栅130

3.5.1 透射光栅130

3.5.2 光栅的技术指标134

3.5.3 闪耀光栅——反射光栅136

3.6 晶体的衍射138

3.6.1 单晶体的衍射138

3.6.2 德布罗意波的衍射140

3.7 多量子阱光折变器件的衍射141

附录A 光栅分波器与合波器142

思考题142

习题145

第四章 多波束干涉与谐振腔149

4.1 均匀介质层的多波束干涉149

4.1.1 均匀介质层的反射149

4.1.2 均匀介质层的透射151

4.1.3 增透膜与增反膜153

4.2.1 法布罗-珀罗谐振腔154

4.2 平面法布里-珀罗干涉仪154

4.2.2 谐振腔的Q值156

4.2.3 法布里-珀罗标准具158

4.3 球面F-P腔——扫描干涉仪160

4.3.1 球面谐振腔的概念160

4.3.2 球面谐振腔中的波束——高斯光束161

4.3.3 扫描干涉仪162

4.3.4 球面谐振腔的振动模式164

4.3.5 环形谐振腔与Sagnac干涉仪166

4.4 光波导的概念167

4.4.1 光波在均匀介质膜中传输167

4.4.2 光波导中的模式与色散169

4.4.3 有于远传的光纤171

附录B Sagnac干涉仪173

思考题174

习题175

第五章 光与物质的相互作用178

5.1 介质的吸收与色散178

5.1.1 介质的线性吸收178

5.1.2 色散179

5.1.3 共振吸收181

5.1.4 介质中的波速184

5.2 光学非线性效应186

5.2.1 什么是非线性效应186

5.2.2 基本的光学非线性效应187

5.2.3 非线性介质的折射率190

5.2.4 非线性介质的色散191

5.3.2 瑞利散射与米氏散射193

5.3 光的散射193

5.3.1 散射现象193

5.3.3 康谱顿散射194

5.3.4 喇曼散射和布里渊散射196

5.4 光放大器与振荡器197

5.4.1 光放大的基本原理197

5.4.2 光振荡器(激光器)之组成198

5.4.3 激光器的振荡条件200

思考题201

习题203

第六章 各向异性介质中的光波205

6.1 双折射205

6.1.1 光学各向异介质205

6.1.2 晶体的光轴206

6.1.3 光速椭球与主折射率207

6.1.4 双折射的电磁理论210

6.2 两个振动方向垂直的光波的叠加212

6.3 晶体光学元件216

6.3.1 双折射起偏棱镜216

6.3.2 波晶片217

6.3.3 补偿器220

6.3.4 两个垂直振动光波叠加的特点220

6.4 偏振光干涉222

6.4.1 装置与原理222

6.4.2 干涉强度公式223

6.4.3 偏振光干涉仪224

6.5.1 晶体的旋光效应225

6.5 旋光效应225

6.5.2 生物物质的旋光性227

6.5.3 磁致旋光效应——法拉第旋光效应228

6.5.4 法拉第原子滤光器简介230

6.5.5 用圆偏振光叠加来剖析旋光231

6.6 场致双折射效应231

6.6.1 电光效应231

6.6.2 电光调制器233

6.6.3 磁光效应235

附录C 双光轴晶体236

思考题238

习题240

7.1.1 引言242

7.1 基本概念242

第七章 几何光学基础——选读之一242

7.1.2 描述物像共轭的费马原理243

7.1.3 描述共轭点的坐标轴245

7.2 反射镜246

7.2.1 有一对理想共轭点的反射镜246

7.2.2 傍轴反射镜249

7.2.3 停轴物点250

7.3 透镜252

7.3.1 透镜的特点与球面透镜252

7.3.2 双曲面和椭球面透镜255

7.3.3 透镜的组合257

7.3.4 关于薄透镜260

7.4.1 眼睛262

7.4 助视仪器262

7.4.2 透镜(反射镜)的孔径和数值孔径264

7.4.3 天文望远镜266

7.4.4 显微镜268

7.4.5 助视仪器的分辨能力270

7.5 高斯光束的变换271

7.5.1 高斯光束的参量与激光谐振腔271

7.5.2 高斯光束的聚焦与扩束273

7.5.3 高斯光束的准直275

附录D 像差276

思考题282

习题283

8.1.1 阿贝成像原理286

8.1 图像的空间滤波286

第八章 图像的空间频谱处理技术——选读之二286

8.1.2 空间滤波288

8.1.3 图像处理系统290

8.2 相图像的检测291

8.2.1 何谓相图像291

8.2.2 相衬显微镜292

8.3 全息术294

8.3.1 引言294

8.3.2 全息术的基本原理295

8.3.3 全息术的进展与展望298

思考题300

习题300

结语302