了得網研究生_物理光學(竺子民)

內容簡介

本書以光的波動性為主要研究對像，從電磁波理論和傅裡葉分析兩個角度，研究光的傳播、干涉、衍射、偏振性質，以及光的信息處理。在這些經典內容的編排上，力求結構合理、鋪墊充分、線索清晰。除了基礎內容外，還適當增加了光壓、光子晶體、干涉條紋分析等，以反映科學研究和工程應用中的熱點問題。
為方便讀者學習，重要章節都安排了例題，配置了習題，書末附有部分習題答案。
本書可用做光學工程和光電信息類專業本科生教材，也可供非光學類專業研究生和科研人員參考。

第1章光的電磁理論
1.1 電場與磁場
1.1.1 電荷和電場
1.1.2 電流和磁場
1.2 電磁感應與麥克斯韋方程組
1.2.1 電磁感應定律
1.2.2 位移電流
1.2.3 麥克斯韋方程組
1.3 介質的電磁性質
1.3.1 介質的極化
1.3.2 介質的磁化
1.3.3 介質中的麥克斯韋方程組
1.3.4 時諧電磁場及其復數形式
1.4 電磁場的邊值關繫第1章光的電磁理論
1.1 電場與磁場
1.1.1 電荷和電場
1.1.2 電流和磁場
1.2 電磁感應與麥克斯韋方程組
1.2.1 電磁感應定律
1.2.2 位移電流
1.2.3 麥克斯韋方程組
1.3 介質的電磁性質
1.3.1 介質的極化
1.3.2 介質的磁化
1.3.3 介質中的麥克斯韋方程組
1.3.4 時諧電磁場及其復數形式
1.4 電磁場的邊值關繫
1.5 電磁場的能量
1.5.1 坡印廷定理
1.5.2 坡印廷矢量
1.6 電磁場的動量
1.6.1 電磁場的動量守恆定律
1.6.2 光壓的應用
1.7 波動方程
習題
第2章光波與介質的基本性質
2.1 平面波
2.1.1 平面波的表達
2.1.2 F面波的共軛
2.1.3 F面波的性質
2.2 球面波和柱面波
2.3 折射率
2.3.1 復折射率的產生
2.3.2 光的吸收
2.3.3 光的色散
2.4 平面波的疊加
2.4.1 兩個同頻率、同向傳播光波的疊加
2.4.2 兩個同頻率、反向傳播光波的疊加
2.4.3 兩個不同頻率、同向傳播光波的疊加
2.4.4 兩個振動方向互相垂直的光波的疊加
2.5 平面波在兩介質界面上的反射和折射
2.5.1 折射定律和反射定律
2.5.2 菲涅耳公式
2.5.3 菲涅耳公式的圖形表示
2.5.4 界面上光的能量關繫
2.5.5 全反射
2.5.6 維納實驗
2.6 平面波在金屬表面的反射和透射
2.7 電偶極子輻射
2.8 光散射
2.8.1 散射繫數和散射截面
2.8.2 彈性散射
2.8.3 非彈性散射
2.9 光壓的計算
習題
第3章干涉
3.1 光的相干性
3.1.1 相干條件
3.1.2 楊氏實驗
3.1.3 光源大小與條紋對比度
3.1.4 光源光譜與條紋對比度
3.1.5 兩相干光波振幅比與條紋對比度
3.1.6 相干長度
3.1.7 時空相干性、互相干函數和復相干度
3.2 分波面干涉
3.3 分振幅雙光束干涉
3.3.1 平行平板干涉
3.3.2 非平行板干涉
3.3.3 分振幅雙光束干涉儀
3.4 分振幅多光束干涉
3.4.1 平行平板的多光束干涉
3.4.2 法布裡－珀羅干涉儀
3.4.3 光學薄膜
3.4.4 平面波導
3.4.5 光子晶體
3.5 干涉條紋分析
3.5.1 條紋計數和相位解纏
3.5.2 外差干涉檢測
3.5.3 相移干涉檢測
3.5.4 動態干涉檢測
習題
第4章衍射
第5章傅裡葉光學
第6章光的偏振性及應用
部分習題參考答案
附錄A 場論
附錄B 哈密頓算子
附錄C 常用非初等函數
附錄D 脈衝函數
附錄E 卷積和相關
附錄F 傅裡葉級數
附錄G 傅裡葉變換
參考文獻

在線試讀

第4章衍射
4.5.4 夫瑯和費衍射的性質
從典型孔徑的衍射計算中，可以總結出衍射圖樣的基本性質，自覺運用這些性質，有助於復雜孔徑衍射的分析。
（1）波面越受限制，衍射效果越明顯。
矩孔和圓孔衍射的計算結果清楚表明，某一方向上衍射孔徑越小，該方向上對光波波面的限制越強，這個方向上的衍射效應越顯著，衍射光斑就越大。由此很容易推論橢圓孔徑的衍射圖樣也是橢圓族，不過長、短軸與孔徑相反。
（2）波長越長，衍射效果越明顯。
中央亮斑尺寸與波長λ成正比，因此，波長越長，越容易看出衍射圖樣。當λ《x。、λ《y。時，亮斑尺寸趨向於O，可忽略衍射效應，光線沿直線傳播，這就是幾何光學中令波長λ→O的結果。由於亮紋和暗點的位置與波長有關，可以推論，當白光照明孔徑時，出現彩色衍射圖樣。
（3）孔徑在原所在面內平移，不會引起光強變化，隻增加一個反映平移量的相位因子。
（4）光源傾斜引起衍射圖樣平移。夫瑯和費衍射中，照明孔徑的正入射平面波可由圖4.5.10中處於中心位置的點光源S經過透鏡產生。如果點光源沿x軸移動x。沿y軸移動ys，將產生傾斜入射平面波，衍射圖樣要相應移動。
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