了得網自然科學_物理光學簡明教程（第2版）

內容簡介

本書為“十二五”普通高等教育本科*規劃教材。
全書以光的電磁理論為基礎，介紹波動光學基本的內容，全書共4章：光的電磁理論；光的干涉及其應用；光的衍射與現代光學；光的偏振和晶體光學器件。每一章都配有例題、思考題、習題，以及每章小結。

作者簡介

梁銓廷，廣州大學物理與電子學院教授，負責物理光學等課程，編著有“十二五”普通高等教育本科*規劃教材《物理光學》等

緒論()
第1章光的電磁理論()
1?1光的電磁波性質()
1?2單色平面波和球面波()
1?2?1單色平面波的表示()
1?2?2單色平面電磁波的性質()
1?2?3單色球面波()
1?3光源和光的輻射()
1?3?1光源()
1?3?2光輻射的經典模型()
1?3?3輻射能()
1?3?4實際光波()
1?4光在介質分界面上的
反射和折射()緒論()
第1章光的電磁理論()
1?1光的電磁波性質()
1?2單色平面波和球面波()
1?2?1單色平面波的表示()
1?2?2單色平面電磁波的性質()
1?2?3單色球面波()
1?3光源和光的輻射()
1?3?1光源()
1?3?2光輻射的經典模型()
1?3?3輻射能()
1?3?4實際光波()
1?4光在介質分界面上的
反射和折射()
1?4?1反射定律和折射定律()
1?4?2菲涅耳公式()
1?4?3菲涅耳公式的討論()
1?4?4反射率和透射率()
1?5全反射和隱失波()
1?5?1反射繫數和位相變化()
1?5?2隱失波()
1?5?3全反射應用舉例()
*1?6光波在金屬表面的
透射和反射()
1?6?1金屬中的透射波()
1?6?2金屬表面的反射()
1?7光的吸收、色散和散射()
1?7?1光的吸收()
1?7?2光的色散()
1?7?3光的散射()
1?8單色光波的疊加和干涉()
1?8?1疊加原理()
1?8?2兩個同頻光波的疊加和干涉()
1?8?3光駐波()
1?9不同頻率光波的疊加()
1?9?1光拍()
1?9?2光的相速度和群速度()
1?10復雜波的分解()
1?10?1周期性波的分析()
1?10?2非周期性波的分析()
1?11本章小結()
思考題()
習題()
第2章光的干涉及其應用()
2?1實際光波的干涉及其
實現方法()
2?1?1干涉條件()
2?1?2光波分離方法()
2?2楊氏干涉實驗()
2?3分波前法干涉的其他
實驗裝置()
2?4干涉條紋的對比度()
2?4?1光源大小的影響()
2?4?2光源非單色性影響()
2?4?3兩相干光波振幅比的影響()
2?5平行平板產生的干涉()
2?5?1條紋的定域()
2?5?2等傾條紋()
2?6楔形平板產生的干涉()
2?6?1定域面和定域深度()
2?6?2楔形平板產生的等厚條紋()
2?6?3等厚條紋的應用()
2?7邁克耳孫干涉儀()
2?8多光束干涉()
2?8?1強度分布公式()
2?8?2強度公式討論()
2?8?3法布裡-珀涉儀()
2?8?4法布裡-珀涉儀的應用()
2?9多光束干涉原理在薄膜
理論中的應用()
2?9?1單層膜()
2?9?2雙層膜和多層膜()
2?9?3干涉濾光片()
2?10本章小結()
思考題()
習題()
第3章光的衍射與現代光學()
3?1惠更斯-菲涅耳原理()
3?2菲涅耳衍射和夫瑯禾費衍射()
3?2?1兩類衍射現像的特點()
3?2?2衍射的近似計算公式()
3?2?3夫瑯禾費衍射與傅裡葉
變換()
3?3菲涅耳圓孔衍射和圓屏
衍射()
3?3?1圓孔衍射與半波帶法()
3?3?2圓屏的菲涅耳衍射()
3?3?3菲涅耳波帶片()
3?4夫瑯禾費單縫衍射()
3?4?1夫瑯禾費衍射實驗裝置()
3?4?2單縫衍射光強分布公式()
3?4?3單縫衍射公式的討論()
3?4?4單縫衍射的應用()
3?5夫瑯禾費矩孔衍射()
3?6夫瑯禾費圓孔衍射與成像
儀器的分辨本領()
3?6?1夫瑯禾費圓孔衍射()
3?6?2光學成像儀器中的
衍射現像()
3?6?3成像儀器的分辨本領()
3?7多縫的夫瑯禾費衍射()
3?7?1光強分布公式()
3?7?2光強公式的討論()
3?8衍射光柵()
3?8?1光柵的分光性能()
3?8?2其他光柵()
3?9全息照相()
3?9?1什麼是全息照相()
3?9?2全息照相原理()
3?9?3全息照相的應用()
3?10光信息處理()
3?10?1阿貝成像理論和
阿貝-波特實驗()
3?10?2光信息處理舉例()
3?11本章小結()
思考題()
習題()
第4章光的偏振和偏振器件()
4?1從自然光獲得線偏振光()
4?1?1自然光與偏振光()
4?1?2從自然光獲得線偏振光
的方法()
4?1?3馬呂斯定律和消光比()
4?2晶體的雙折射()
4?2?1雙折射現像的規律()
4?2?2晶體的各向異性與
電磁理論()
4?2?3用惠更斯原理說明
雙折射現像()
4?3晶體光學器件()
4?3?1偏振稜鏡()
4?3?2波片()
4?4橢圓偏振光和圓偏振光()
4?4?1振動互相垂直的線偏振光
的疊加()
4?2?2幾種特殊情況的討論()
4?4?3橢圓（圓）偏振光的旋向()
4?4?4利用全反射產生橢圓偏振光和
圓偏振光()
4?5偏振光和偏振器件的
矩陣表示()
4?5?1瓊斯矢量()
4?5?2偏振器件的矩陣表示()
4?6偏振光的干涉及其應用()
4?6?1偏振光干涉原理()
4?6?2光測彈性方法()
4?6?3電光效應及光調制()
4?7旋光()
4?7?1測量旋光的裝置及
旋光規律()
4?7?2旋光現像的解釋()
4?7?3磁致旋光效應()
4?8本章小結()
思考題()
習題()
附錄A傅裡葉級數、傅裡葉積分和
傅裡葉變換()
附錄B貝塞爾函數()
附錄C與物理光學相關的諾貝爾物理學獎()
習題答案()
參考文獻()

前言

本書為“十二五”普通高等教育本科規劃教材。
本書自2010年出版以來，逐漸地為廣大讀者歡迎和喜愛，已經被許多院校選作教材或者教學參考書；2014年它又被遴選為“十二五”普通高等教育本科規劃教材，這使作者感受到莫大的喜悅和激勵。幾年來，在教學實踐中，作者一方面累積了更多的經驗，另一方面也向兄弟院校學習良多，汲取了許多寶貴的經驗、意見和建議，這些後成為本書修訂的基礎。
第2版保留了第1版中的波動光學內容，即：光的電磁理論、光的干涉及其應用、光的衍射與現代光學，以及光的偏振和偏振器件。考慮到目前許多院校相關專業已經獨立開設了激光、量子力學等課程，因此，在第2版中刪去了第1版中的光的量子性及激光等內容，使本書成為一本實際上的波動光學教材。
此外，第2版還做了如下改動：（1）更正了第1版中的多處錯漏；（2）對個別表述進行了補充或刪改，力求使文字更加流暢、簡練、易懂；（3）補充了每章的小結內容，以便於自學。隨著社會的發展和科技的進步，多媒體的運用，網絡課程、微課的悄然興起，給傳統教學帶來了很大的挑戰。本書嘗試著融入這些新載體，在重點或難點的章節中安插了一些二維碼，這些二維碼承載著主題鮮明的微課、實驗裝置、豐富生動的動畫、三維圖、彩色圖片等信息，讓讀者很方便地通過電腦、手機等工具下載，並且可以不受時空限制反復觀看，自主學習，在聲形兼備、圖文並茂的學習過程中，達到預期的教學目標。我們希望本書在突破傳統教材局限的同時，能為廣大讀者帶來更多的幫助。本書為“十二五”普通高等教育本科規劃教材。

本書自2010年出版以來，逐漸地為廣大讀者歡迎和喜愛，已經被許多院校選作教材或者教學參考書；2014年它又被遴選為“十二五”普通高等教育本科規劃教材，這使作者感受到莫大的喜悅和激勵。幾年來，在教學實踐中，作者一方面累積了更多的經驗，另一方面也向兄弟院校學習良多，汲取了許多寶貴的經驗、意見和建議，這些後成為本書修訂的基礎。

第2版保留了第1版中的波動光學內容，即：光的電磁理論、光的干涉及其應用、光的衍射與現代光學，以及光的偏振和偏振器件。考慮到目前許多院校相關專業已經獨立開設了激光、量子力學等課程，因此，在第2版中刪去了第1版中的光的量子性及激光等內容，使本書成為一本實際上的波動光學教材。

此外，第2版還做了如下改動：（1）更正了第1版中的多處錯漏；（2）對個別表述進行了補充或刪改，力求使文字更加流暢、簡練、易懂；（3）補充了每章的小結內容，以便於自學。隨著社會的發展和科技的進步，多媒體的運用，網絡課程、微課的悄然興起，給傳統教學帶來了很大的挑戰。本書嘗試著融入這些新載體，在重點或難點的章節中安插了一些二維碼，這些二維碼承載著主題鮮明的微課、實驗裝置、豐富生動的動畫、三維圖、彩色圖片等信息，讓讀者很方便地通過電腦、手機等工具下載，並且可以不受時空限制反復觀看，自主學習，在聲形兼備、圖文並茂的學習過程中，達到預期的教學目標。我們希望本書在突破傳統教材局限的同時，能為廣大讀者帶來更多的幫助。

需要說明的是，本書建議的參考學時為40學時。對於學習本書有餘力和想進一步深入學習的學生，以及有志報考研究生的學生，可參考作者所編著的《物理光學（第4版）》，以及配套的《物理光學學習指導與題解（第2版）》。

本書在出版過程中，得到廣州大學教材出版基金的資助，受到廣州大學領導的鼓勵和支持，在此謹表謝意。感謝北京杏林睿光科技有限公司在實驗方面提供資料。作者還要感謝電子工業出版社，是韓同平編輯的熱情的鼓勵、具體的幫助和富有創意的建議，還有楊永毅編輯在視頻錄制中給予的技術協作，使本書有了一個新的面貌呈現在廣大師生面前。

由於作者水平有限，書中難免還有錯漏或不妥之處，懇請廣大師生和讀者批評指正。

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