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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 1

第1章 光的干涉 8

1.1 波动的独立性、叠加性和相干性 8

1.2 由单色波叠加所形成的干涉图样 13

1.3 分波面双光束干涉 16

1.4 干涉条纹的可见度 光波的时间相干性和空间相干性 23

1.5 菲涅耳公式 27

1.6 分振幅薄膜干涉（一）——等倾干涉 30

1.7 分振幅薄膜干涉（二）——等厚干涉 35

视窗与链接 昆虫翅膀上的彩色 37

1.8 迈克耳孙干涉仪 38

1.9 法布里-珀罗干涉仪 多光束干涉 40

1.10 光的干涉应用举例 牛顿环 45

视窗与链接 增透膜与高反射膜 46

附录1.1 振动叠加的三种计算方法 49

附录1.2 简谐波的表达式 复振幅 51

附录1.3 菲涅耳公式的推导 52

附录1.4 额外光程差 54

附录1.5 有关法布里-珀罗干涉仪的（1-38）式的推导 56

附录1.6 有同一相位差的多光束叠加 57

习题 59

第2章 光的衍射 64

2.1 惠更斯-菲涅耳原理 64

2.2 菲涅耳半波带 菲涅耳衍射 67

视窗与链接 透镜与波带片的比较 73

2.3 夫琅禾费单缝衍射 76

2.4 夫琅禾费圆孔衍射 82

2.5 平面衍射光栅 85

视窗与链接 DVD是一种反射光栅 93

2.6 晶体对X射线的衍射 94

视窗与链接 与X射线衍射有关的诺贝尔奖 97

附录2.1 夫琅禾费单缝衍射公式的推导 97

附录2.2 夫琅禾费圆孔衍射公式的推导 99

附录2.3 平面光栅衍射公式的推导 100

习题 102

第3章 几何光学的基本原理 106

3.1 几个基本概念和定律 费马原理 106

3.2 光在平面界面上的反射和折射 光导纤维 109

视窗与链接 光导纤维及其应用 115

3.3 光在球面上的反射和折射 118

3.4 光连续在几个球面界面上的折射 虚物的概念 125

3.5 薄透镜 126

3.6 近轴物近轴光线成像的条件 131

3.7 共轴理想光具组的基点和基面 135

视窗与链接 集成光学简介 142

视窗与链接 超薄纳米光学器件 143

附录3.1 图3-6中P1和P’点坐标的计算 144

附录3.2 棱镜最小偏向角的计算 145

附录3.3 近轴物在球面反射时物像之间光程的计算 146

附录3.4 空气中的厚透镜物像公式的推导 147

习题 148

第4章 光学仪器的基本原理 154

4.1 人的眼睛 154

4.2 助视仪器的放大本领 156

4.3 目镜 158

4.4 显微镜的放大本领 160

4.5 望远镜的放大本领 162

视窗与链接 太空实验室——哈勃太空望远镜 165

4.6 光阑 光瞳 166

4.7 光度学概要——光能量的传播 171

视窗与链接 三原色原理 175

4.8 物镜的聚光本领 176

视窗与链接 数码相机 181

4.9 像差概述 181

视窗与链接 现代投影装置 182

4.10 助视仪器的像分辨本领 183

视窗与链接 扫描隧穿显微镜 186

4.11 分光仪器的色分辨本领 187

习题 192

第5章 光的偏振 196

5.1 自然光与偏振光 196

5.2 线偏振光与部分偏振光 198

视窗与链接 人造偏振片 200

5.3 光通过单轴晶体时的双折射现象 206

5.4 光在晶体中的波面 210

5.5 光在晶体中的传播方向 211

5.6 偏振器件 215

5.7 椭圆偏振光和圆偏振光 219

5.8 偏振态的实验检验 224

视窗与链接 3D电影 226

5.9 偏振光的干涉 226

5.10 场致双折射现象及其应用 232

视窗与链接 液晶的电光效应及其应用 236

5.11 旋光效应 237

5.12 偏振态的矩阵表述简介 242

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 244

习题 244

第6章 光的吸收、散射和色散 249

6.1 电偶极辐射对反射和折射现象的解释 249

6.2 光的吸收 251

6.3 光的散射 254

视窗与链接 光的散射与环境污染监测 259

6.4 光的色散 260

6.5 色散的经典理论 265

习题 268

第7章 光的量子性 271

7.1 光速 “米”的定义 271

视窗与链接 光频梳 274

7.2 经典辐射定律 277

7.3 普朗克辐射公式 282

视窗与链接 2006年诺贝尔物理学奖 286

7.4 光电效应 286

7.5 爱因斯坦的量子解释 288

视窗与链接 双激光束光捕获 296

7.6 康普顿效应 296

7.7 德布罗意波 300

7.8 波粒二象性 304

附录7.1 从普朗克公式推导斯特藩-玻耳兹曼定律 305

附录7.2 从普朗克公式推导维恩位移定律 306

习题 306

第8章 现代光学基础 310

8.1 光与物质相互作用 310

8.2 激光原理 315

8.3 激光的特性 324

8.4 激光器的种类 332

视窗与链接 超辐射激光器 339

8.5 非线性光学 339

8.6 激光在生物学中的应用 343

视窗与链接 光声断面成像 344

视窗与链接 原子X射线激光器 346

8.7 信息光学 346

视窗与链接 拍摄原子运动的照片 351

8.8 光学信息技术及其应用 352

视窗与链接 计算全息加速生物组织工程的制造进程 360

附录8.1 傅里叶变换 365

附录8.2 单色光波复振幅的展开 366

习题 366

常用物理常量表 370

习题答案 371

主要参考书目 372

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