《面向21世纪课程教材:光学》是教育部“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计画”的研究成果,是面向21世纪课程教材和普通高等教育“九五”规划教材。全书对传统教学内容进行了精选、整合和重构,将光学的近代发展纳入基础内容,将新观点、新技术、新方法和传统内容有机结合,既注重理论也重视套用,体现了物理教学“宽专业、厚基础、高科技”的原则,内容讲述由浅入深、循序渐进、体系完整、概念清晰。《光学》包括几何光学、光波场的描述、光的干涉、光的衍射、光的偏振、成像仪器与光谱仪、光源和光探测器、非线性光学等内容。
基本介绍
- 书名:面向21世纪课程教材:光学
- 出版社:高等教育出版社
- 页数:247页
- 开本:16
- 品牌:高等教育出版社
- 作者:游璞 于国萍
- 出版日期:2003年7月1日
- 语种:简体中文
- ISBN:9787040118421
内容简介
《面向21世纪课程教材:光学》是教育部“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计画”的研究成果,是面向21世纪课程教材和普通高等教育“九五”规划教材。《面向21世纪课程教材:光学》可作为物理类专业课程的教材,也可供有关专业的学生和教师参考。
图书目录
引言
第一章几何光学
1几何光学的基本定律和费马原理
1.1基本定律
1.2费马原理
2成像的基本概念
2.1物和像
2.2理想光学系统物像之间的共轭性
2.3物像之间的等光程性
3傍轴条件下的单球面折射成像
3.1傍轴条件
3.2符号规则
3.3傍轴球面折射的物像关係式
3.4放大率
4薄透镜的成像公式和放大率
5共轴球面系统
6光学系统中的光阑
6.1孔径光阑入射光瞳和出射光瞳
6.2视场光阑入射窗和出射窗
6.3光阑与景深
6.4相对孔径和厂数
7像差
7.1几何像差波像差
7.2球差
7.3彗差
7.4像散
7.5像场弯曲(场曲)
7.6畸变
7.7色差
7.8齐明点(不晕点)油浸物镜
习题与思考题
第二章光波场的描述
1简谐波的数学描述
1.1一维平面简谐波
1.2三维平面简谐波
1.3球面波傍轴近似和远场近似
2波动方程和叠加原理
3傅立叶(Fourier)分析
3.1傅立叶级数
3.2傅立叶积分
4光波是电磁波
5光的偏振态
5.1光的偏振态
5.2两个频率相同、振动方向互相垂直的简谐波的叠加
习题与思考题
第三章光通过各向同性介质及其界面所发生的现象
1光在各向同性介质界面上的反射和折射
1.1菲涅耳反射折射公式
1.2振幅反射(透射)比相位跃变(相移)
1.3反射率和透射率
1.4布儒斯特(Brewster)定律
1.5反射光与折射光的偏振态
1.6全反射与隐失波(近场光学)
1.7受抑全反射(光子隧道效应)
2光的吸收
3光的色散
3.1正常色散和反常色散
3.2群速度
4光的散射
4.1非纯净介质中的光散射
4.2纯净介质中的分子散射
4.3拉曼(Raman)散射
4.4布里渊(Brillouin)散射
4.5康普顿(Compton)散射
习题与思考题
第四章光的干涉
1相干光
1.1相干条件和相干叠加
1.2非相干叠加
1.3相干光的获得
2杨氏(Young)实验
2.1实验装置与光强分布
2.2干涉条纹的形状和间距
2.3干涉条纹的可见度
2.4光源宽度对条纹可见度的影响空间相干性
2.5光源的非单色性对可见度的影响时间相干性
3薄膜干涉
3.1干涉条纹的定域
3.2等倾干涉
3.3等厚干涉
3.4透射光的干涉条纹
4迈克耳孙(Michelson)干涉仪
5法布里一珀罗(Fabry—Perot)干涉仪
6雷射谐振腔的选模原理
7光学薄膜
7.1单层增透膜和增反膜
7.2多层介质高反射膜
7.3干涉滤光片
习题与思考题
第五章光的衍射
1光的衍射现象
2惠更斯—菲涅耳(Huygens—Fresnel)原理
3衍射现象分类
3.1初步近似(傍轴近似)
3.2菲涅耳(Fresnel)衍射
3.3夫琅禾费(Fraunhofer)衍射
4夫琅禾费衍射实现屏函式的傅立叶变换
5夫琅禾费正弦光栅衍射
5.1正弦光栅的衍射特性
5.2超高频衍射产生的隐失波
6夫琅禾费单缝、矩形孔和圆孔衍射
6.1实验装置和现象
6.2单缝衍射的光强分布公式
6.3振幅矢量图解法
6.4单缝衍射图样的主要特徵
6.5矩形孔衍射
6.6夫琅禾费圆孔衍射
6.7瑞利(Rayleigh)判据
7夫琅禾费多缝衍射
7.1多缝衍射光强分布公式
7.2多缝衍射图样的主要特徵
7.3衍射光栅的分光原理
7.4闪耀光栅
8菲涅耳圆孔和圆屏衍射
8.1点光源菲涅耳圆孔衍射
8.2菲涅耳波带片
8.3点光源菲涅耳圆屏衍射
9巴比涅(Babinet)原理
习题与思考题
第六章成像仪器与光谱仪
1放大镜
1.1人眼的视角和最小可分辨角
1.2放大镜的视角放大率
2显微镜
2.1显微镜的放大原理
2.2显微镜的分辨本领
2.3扫描探针显微术(SPM)
3望远镜
3.1望远镜的放大率和分辨本领
3.2光学发射望远镜(雷射扩束器)
3.3自适应光学与主动光学
3.4太空望远镜
4光谱仪器分类和基本性能
4.1光谱仪器分类
4.2色散光谱仪的基本性能参量
5稜镜、光栅和F—P干涉仪的分光性能
5.1稜镜光谱仪
5.2光栅光谱仪
5.3法布里一珀罗干涉仪
6傅立叶变换光谱仪
6.1基本原理
6.2傅立叶变换光谱仪的特点
习题与思考题
第七章空间频率滤波与全息术
第八章光在各向异性介质中的传播
第九章光源和光探测器
第十章非线性光学
参考答案
汉英名词索引
参考文献
第一章几何光学
1几何光学的基本定律和费马原理
1.1基本定律
1.2费马原理
2成像的基本概念
2.1物和像
2.2理想光学系统物像之间的共轭性
2.3物像之间的等光程性
3傍轴条件下的单球面折射成像
3.1傍轴条件
3.2符号规则
3.3傍轴球面折射的物像关係式
3.4放大率
4薄透镜的成像公式和放大率
5共轴球面系统
6光学系统中的光阑
6.1孔径光阑入射光瞳和出射光瞳
6.2视场光阑入射窗和出射窗
6.3光阑与景深
6.4相对孔径和厂数
7像差
7.1几何像差波像差
7.2球差
7.3彗差
7.4像散
7.5像场弯曲(场曲)
7.6畸变
7.7色差
7.8齐明点(不晕点)油浸物镜
习题与思考题
第二章光波场的描述
1简谐波的数学描述
1.1一维平面简谐波
1.2三维平面简谐波
1.3球面波傍轴近似和远场近似
2波动方程和叠加原理
3傅立叶(Fourier)分析
3.1傅立叶级数
3.2傅立叶积分
4光波是电磁波
5光的偏振态
5.1光的偏振态
5.2两个频率相同、振动方向互相垂直的简谐波的叠加
习题与思考题
第三章光通过各向同性介质及其界面所发生的现象
1光在各向同性介质界面上的反射和折射
1.1菲涅耳反射折射公式
1.2振幅反射(透射)比相位跃变(相移)
1.3反射率和透射率
1.4布儒斯特(Brewster)定律
1.5反射光与折射光的偏振态
1.6全反射与隐失波(近场光学)
1.7受抑全反射(光子隧道效应)
2光的吸收
3光的色散
3.1正常色散和反常色散
3.2群速度
4光的散射
4.1非纯净介质中的光散射
4.2纯净介质中的分子散射
4.3拉曼(Raman)散射
4.4布里渊(Brillouin)散射
4.5康普顿(Compton)散射
习题与思考题
第四章光的干涉
1相干光
1.1相干条件和相干叠加
1.2非相干叠加
1.3相干光的获得
2杨氏(Young)实验
2.1实验装置与光强分布
2.2干涉条纹的形状和间距
2.3干涉条纹的可见度
2.4光源宽度对条纹可见度的影响空间相干性
2.5光源的非单色性对可见度的影响时间相干性
3薄膜干涉
3.1干涉条纹的定域
3.2等倾干涉
3.3等厚干涉
3.4透射光的干涉条纹
4迈克耳孙(Michelson)干涉仪
5法布里一珀罗(Fabry—Perot)干涉仪
6雷射谐振腔的选模原理
7光学薄膜
7.1单层增透膜和增反膜
7.2多层介质高反射膜
7.3干涉滤光片
习题与思考题
第五章光的衍射
1光的衍射现象
2惠更斯—菲涅耳(Huygens—Fresnel)原理
3衍射现象分类
3.1初步近似(傍轴近似)
3.2菲涅耳(Fresnel)衍射
3.3夫琅禾费(Fraunhofer)衍射
4夫琅禾费衍射实现屏函式的傅立叶变换
5夫琅禾费正弦光栅衍射
5.1正弦光栅的衍射特性
5.2超高频衍射产生的隐失波
6夫琅禾费单缝、矩形孔和圆孔衍射
6.1实验装置和现象
6.2单缝衍射的光强分布公式
6.3振幅矢量图解法
6.4单缝衍射图样的主要特徵
6.5矩形孔衍射
6.6夫琅禾费圆孔衍射
6.7瑞利(Rayleigh)判据
7夫琅禾费多缝衍射
7.1多缝衍射光强分布公式
7.2多缝衍射图样的主要特徵
7.3衍射光栅的分光原理
7.4闪耀光栅
8菲涅耳圆孔和圆屏衍射
8.1点光源菲涅耳圆孔衍射
8.2菲涅耳波带片
8.3点光源菲涅耳圆屏衍射
9巴比涅(Babinet)原理
习题与思考题
第六章成像仪器与光谱仪
1放大镜
1.1人眼的视角和最小可分辨角
1.2放大镜的视角放大率
2显微镜
2.1显微镜的放大原理
2.2显微镜的分辨本领
2.3扫描探针显微术(SPM)
3望远镜
3.1望远镜的放大率和分辨本领
3.2光学发射望远镜(雷射扩束器)
3.3自适应光学与主动光学
3.4太空望远镜
4光谱仪器分类和基本性能
4.1光谱仪器分类
4.2色散光谱仪的基本性能参量
5稜镜、光栅和F—P干涉仪的分光性能
5.1稜镜光谱仪
5.2光栅光谱仪
5.3法布里一珀罗干涉仪
6傅立叶变换光谱仪
6.1基本原理
6.2傅立叶变换光谱仪的特点
习题与思考题
第七章空间频率滤波与全息术
第八章光在各向异性介质中的传播
第九章光源和光探测器
第十章非线性光学
参考答案
汉英名词索引
参考文献