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绪论1

0.1光学的研究内容和方法1

0.2光学发展简史2

第1章 光的干涉9

1.1波动的独立性、叠加性和相干性9

1.2由单色波叠加所形成的干涉图样14

1.3分波面双光束干涉18

1.4干涉条纹的可见度 光波的时间相干性和空间相干性25

1.5菲涅耳公式30

1.6分振幅薄膜干涉（一）——等倾干涉33

1.7分振幅薄膜干涉（二）——等厚干涉38

视窗与链接 昆虫翅膀上的彩色41

1.8迈克耳孙干涉仪42

1.9法布里-珀罗干涉仪 多光束干涉45

1.10光的干涉应用举例 牛顿环50

视窗与链接 增透膜与高反射膜52

附录1.1振动叠加的三种计算方法56

附录1.2简谐波的表达式 复振幅57

附录1.3菲涅耳公式的推导58

附录1.4额外光程差60

附录1.5有关法布里-珀罗干涉仪的（1-38）式的推导62

附录1.6有同一相位差的多光束叠加63

习题66

第2章 光的衍射69

2.1惠更斯-菲涅耳原理69

2.2菲涅耳半波带 菲涅耳衍射72

视窗与链接 透镜与波带片的比较79

2.3夫琅禾费单缝衍射82

2.4夫琅禾费圆孔衍射89

2.5平面衍射光栅92

视窗与链接DVD是一种反射光栅102

2.6晶体对X射线的衍射103

视窗与链接与X射线衍射有关的诺贝尔奖106

附录2.1夫琅禾费单缝衍射公式的推导106

附录2.2夫琅禾费圆孔衍射公式的推导108

附录2.3平面光栅衍射公式的推导110

习题111

第3章 几何光学的基本原理114

3.1几个基本概念和定律 费马原理114

3.2光在平面界面上的反射和折射 光导纤维118

视窗与链接 光导纤维及其应用123

3.3光在球面上的反射和折射127

3.4光连续在几个球面界面上的折射 虚物的概念134

3.5薄透镜136

3.6近轴物近轴光线成像的条件141

3.7共轴理想光具组的基点和基面145

视窗与链接 集成光学简介153

视窗与链接 超薄纳米光学器件154

附录3.1图3-6中P1和P′点坐标的计算155

附录3.2棱镜最小偏向角的计算157

附录3.3近轴物在球面反射时物像之间光程的计算158

附录3.4空气中的厚透镜物像公式的推导158

习题160

第4章 光学仪器的基本原理166

4.1人的眼睛166

4.2助视仪器的放大本领169

4.3目镜171

4.4显微镜的放大本领173

4.5望远镜的放大本领175

视窗与链接 太空实验室——哈勃太空望远镜179

4.6光阑 光瞳180

4.7光度学概要——光能量的传播185

视窗与链接 三原色原理190

4.8物镜的聚光本领191

视窗与链接 数码相机196

4.9像差概述196

视窗与链接 现代投影装置198

4.10助视仪器的像分辨本领198

视窗与链接 扫描隧穿显微镜202

4.11分光仪器的色分辨本领203

习题208

第5章 光的偏振211

5.1自然光与偏振光211

5.2线偏振光与部分偏振光213

视窗与链接 人造偏振片215

5.3光通过单轴晶体时的双折射现象222

5.4光在晶体中的波面225

5.5光在晶体中的传播方向227

5.6偏振器件231

5.7椭圆偏振光和圆偏振光235

5.8偏振态的实验检验240

视窗与链接3D电影242

5.9偏振光的干涉243

5.10场致双折射现象及其应用249

视窗与链接 液晶的电光效应及其应用252

5.11旋光效应254

5.12偏振态的矩阵表述简介259

附录5.1从沃拉斯顿棱镜出射的两束线偏振光夹角公式（5-15）的推导261

习题261

第6章 光的吸收、散射和色散266

6.1电偶极辐射对反射和折射现象的解释266

6.2光的吸收268

6.3光的散射271

视窗与链接 光的散射与环境污染监测277

6.4光的色散278

6.5色散的经典理论284

习题287

第7章 光的量子性289

7.1光速“米”的定义289

视窗与链接 光频梳292

7.2经典辐射定律296

7.3普朗克辐射公式301

视窗与链接2006年诺贝尔物理学奖304

7.4光电效应305

7.5爱因斯坦的量子解释307

视窗与链接 双激光束光捕获315

7.6康普顿效应316

7.7德布罗意波320

7.8波粒二象性324

附录7.1从普朗克公式推导斯特藩-玻耳兹曼定律326

附录7.2从普朗克公式推导维恩位移定律326

习题327

第8章 现代光学基础329

8.1光与物质相互作用329

8.2激光原理334

8.3激光的特性343

8.4激光器的种类353

视窗与链接 超辐射激光器360

8.5非线性光学360

8.6激光在生物学中的应用365

视窗与链接 光声断面成像365

视窗与链接 原子X射线激光器368

8.7信息光学368

视窗与链接拍摄原子运动的照片373

8.8光学信息技术及其应用374

视窗与链接 计算全息加速生物组织工程的制造进程383

附录8.1傅里叶变换390

附录8.2单色光波复振幅的展开390

习题391

基本物理常量表393

习题答案394

主要参考书目402