光學基礎教程

《光學基礎教程》是2012年華中科技大學出版社出版的圖書，作者是吳曉紅，鄭丹。

基本介紹

• 書名：光學基礎教程
• 作者：吳曉紅，鄭丹
• ISBN：9787560976174
• 類別：書籍
• 頁數：275頁
• 定價：33.80元
• 出版社：華中科技大學出版社
• 出版時間：2012-01-01
• 裝幀：精裝
• 開本：16開

內容介紹

《光學基礎教程》系統介紹了幾何光學和波動光學的基礎理論和技術套用。全書分為11章，第1章至第6章以幾何光學為基礎，介紹了幾何光學的基本定律和基本概念，共軸球面光學系統，理想光學系統的基本規律和套用，平面折射和反射系統的光路傳輸，光學系統中的光束限制、像差理論，典型的光學系統，光度學和色度學。

第7章至第10章以波動光學為基礎，分別介紹了波動光學的基本理論、光的干涉基本規律及實踐套用，光的衍射基本規律及實踐套用，光的偏振和晶體光學，現代光學基礎。另外，《光學基礎教程》部分知識利用視窗與連結進行擴展，大多章節後面安排有代表性的習題。

《光學基礎教程》可以作為高職高專光電技術（信息）類專業的教材及有關工程技術人員的參考用書。

目錄

總序(Ⅰ)

前言(Ⅲ)

第1章光線、光波與光量子

1.1光線與幾何光學

1.1.1光線模型

1.1.2幾何光學的實驗定律

1.1.3費馬原理

1.1.4光的全反射

1.1.5變折射率光學

1.2光波與波動光學

1.2.1光的電磁波模型

1.2.2光波場的周期性

1.2.3光波的傳播

1.2.4矢量波與標量波

1.2.5光強

1.2.6光的都卜勒效應

1.3光量子與量子光學

1.3.1黑體輻射

1.3.2光量子假說

1.3.3物質的波粒二象性

習題1

第2章光學成像

2.1成像的基本概念

2.1.1從盲人摸象說起

2.1.2光學成像的基本要素

2.1.3平面反射成像

2.1.4平面折射成像

2.2傍軸光線經球面折射成像

2.2.1單球面折射成像

2.2.2像的橫向放大率

2.2.3焦平面

2.2.4幾何光學的符號約定

2.2.5成像的作圖法

2.3傍軸光經球面反射成像

2.3.1球面反射的物像公式

2.3.2球面鏡成像的特點

2.3.3球面鏡成像的作圖法

2.4傍軸光經薄透鏡成像

2.4.1薄透鏡

2.4.2薄透鏡成像的物像公式

2.4.3薄透鏡成像的作圖法

2.5透鏡組成像

2.5.1透鏡組成像的計算

2.5.2透鏡組成像的作圖

2.6焦距的實驗測定

2.6.1正鏡焦距的測量

2.6.2負鏡焦距的測量

2.7非傍軸光成像

2.7.1透鏡組的阿貝正弦條件

2.7.2球形齊明透鏡與齊明點

2.7.3齊明透鏡組

2.8理想共軸球面系統的成像

2.8.1理想光具組

2.8.2共軸球面系統的基點和基面

2.8.3共軸球面系統的物像關係

2.8.4基點和基平面的確定

2.9光線轉換矩陣

2.9.1光線狀態的矩陣表示

2.9.2成像矩陣的計算

習題2

第3章成像儀器

3.1光闌

3.1.1光闌與光瞳

3.1.2實際光學系統的光闌與光瞳

3.2像差

3.2.1球差

3.2.2慧差

3.2.3像散

3.2.4像場彎曲

3.2.5畸變

3.2.6色差

3.3眼睛

3.3.1眼睛的光學特性

3.3.2視力的矯正

3.4目鏡

3.4.1放大鏡

3.4.2顯微鏡和望遠鏡中的目鏡

3.5物鏡

3.5.1照相物鏡

3.5.2顯微物鏡

3.6顯微鏡

3.6.1顯微鏡的結構

3.6.2顯微鏡的標誌

3.7望遠鏡

3.8照相機

3.9光度學概論

3.9.1輻射通量與光通量

3.9.2發光強度和亮度

3.9.3照度

3.10物鏡的聚光本領

3.10.1顯微鏡：光源較近

3.10.2望遠鏡與照相機：光源較遠

習題3

第4章光波與物質的相互作用

4.1光波在界面上的反射與折射

4.1.1光波在絕緣介質分界面處的反射定律與折射定律

4.1.2光波在絕緣介質分界面處的全反射

4.1.3分界面處反射波、折射波與入射波的電場強度

4.2關於菲涅耳公式的討論

4.2.1反射率與透射率

4.2.2半波損失

4.2.3斯托克斯倒逆關係

4.3光的吸收

4.3.1吸收的實驗規律

4.3.2吸收係數與波長的關係

4.3.3吸收光譜與物體的顏色

4.4光的色散

4.4.1色散現象

4.4.2色散規律

4.5吸收和色散的經典理論

4.5.1經典的電偶極子模型

4.5.2單一本徵頻率

4.5.3多個本徵頻率

4.6光的散射

4.6.1散射現象

4.6.2散射定律

習題4

第5章光波的相干疊加與非相干疊加

5.1定態光波及其表示

5.1.1光源的發光機制

5.1.2定態光波

5.1.3定態光波的數學表示

5.1.4球面波與平面波

5.2光程差與相位差

5.2.1相位取決於光程

5.2.2相位的超前與滯後

5.3球面光波在接收屏上的傍軸條件與遠場條件

5.3.1軸上物點的傍軸條件和遠場條件

5.3.2軸外物點的傍軸條件和遠場條件

5.4光波的疊加原理

5.4.1光波的獨立傳播定律

5.4.2光波的疊加原理

5.5光波的疊加方法

5.5.1代數法

5.5.2複數法

5.5.3振幅矢量法

5.6光波的疊加強度

5.6.1光波疊加的特點

5.6.2光波的相干疊加與非相干疊加

5.6.3振動方向相互垂直的光波的疊加

5.6.4不同頻率光波的疊加

5.6.5光的相干條件

5.7波包與群速度

習題5

第6章光的干涉與干涉裝置

6.1楊氏干涉與相干光的獲得

6.1.1實驗裝置

6.1.2楊氏干涉的物理過程

6.1.3相干光的獲得

6.1.4楊氏干涉花樣

6.2分波前的干涉裝置

6.2.1菲涅耳雙稜鏡

6.2.2菲涅耳雙面鏡

6.2.3勞埃德鏡

6.2.4比累對切透鏡

6.2.5梅斯林對切透鏡

6.3空間相干性與時間相干性

6.3.1干涉條紋的可見度

6.3.2光源的空間相干性

6.3.3光源的時間相干性

6.4薄膜干涉

6.4.1一般透明薄膜的干涉

6.4.2等傾干涉

6.4.3等厚干涉

6.5分振幅的干涉裝置

6.5.1邁克耳孫干涉儀

6.5.2傅立葉變換光譜儀

6.5.3馬赫曾特干涉儀

6.5.4干涉濾波片

6.5.5牛頓環干涉裝置

6.6法布里珀羅干涉儀

6.6.1干涉裝置

6.6.2光強分布

6.6.3光波場的特性

習題6

第7章光的衍射與衍射裝置

7.1惠更斯菲涅耳原理

7.1.1波的衍射和次波模型

7.1.2次波的相干疊加：惠更斯菲涅耳原理

7.2菲涅耳圓孔和圓屏衍射

7.2.1衍射裝置與衍射現象

7.2.2用半波帶法分析菲涅耳圓孔衍射

7.2.3半波帶方程

7.2.4一般情形下的波帶

7.2.5菲涅耳半波帶的套用——波帶片

7.3其他形式的菲涅耳衍射

7.3.1直邊衍射

7.3.2菲涅耳單縫衍射

7.4夫琅禾費單縫和矩孔衍射

7.4.1夫琅禾費單縫衍射裝置

7.4.2單縫衍射強度分布

7.4.3單縫衍射花樣的特點

7.4.4單縫衍射的套用

7.4.5夫琅禾費矩孔衍射

7.5夫琅禾費圓孔衍射

7.5.1圓孔衍射強度

7.5.2衍射花樣的特點

7.6衍射的零級近似與幾何光學

7.6.1衍射中央主極大的特殊性

7.6.2衍射與孔徑的關係

7.6.3幾何光學是衍射的零級近似

7.6.4望遠鏡的分辨本領與衍射極限

7.7衍射光柵

7.7.1多縫夫琅禾費衍射

7.7.2周期性光柵的衍射強度

7.7.3用振幅矢量法分析光柵的衍射

7.7.4用菲涅耳基爾霍夫衍射積分公式分析光柵的衍射

7.7.5雙縫衍射

7.7.6干涉與衍射的區別和聯繫

7.8光柵衍射的特徵

7.8.1衍射花樣的極大值和極小值

7.8.2光柵方程

7.9光柵光譜在空間的角分布

7.9.1光柵的色散與自由光譜範圍

7.9.2光譜線的角寬度和光柵的色分辨本領

7.10閃耀光柵

7.10.1問題的提出與解決方案

7.10.2閃耀光柵的結構

7.10.3閃耀光柵衍射的一般性分析

7.10.4兩種常用的照明方式

7.11單色儀與光譜儀

7.12正弦光柵

7.13X射線在晶體中的衍射

7.13.1晶格點陣

7.13.2X射線在晶體中的衍射

7.13.3晶體X射線衍射的實驗方法

習題7

第8章傅立葉變換光學與光全息術

8.1衍射屏對波前的變換

8.1.1衍射系統的屏函式

8.1.2簡單光波場的波前函式

8.1.3透鏡的相位變換函式

8.1.4光楔的相位變換函式

8.2接收場的傅立葉變換

8.2.1衍射積分的近似

8.2.2衍射系統的傅立葉變換

8.3夫琅禾費光柵衍射的傅立葉頻譜分析

8.3.1屏函式的傅立葉變換

8.3.2周期性屏函式的傅立葉變換

8.3.3非周期性的屏函式的傅立葉變換

8.4阿貝成像原理

8.4.1阿貝成像原理的數學推導

8.4.2阿貝成像原理的實驗驗證

8.4.3圖像處理

8.4.4θ調製

8.5相襯顯微鏡

8.6全息照相

8.6.1全息照相的基本原理

8.6.2全息照相的裝置

習題8

第9章光的偏振與光在晶體中的雙折射

9.1光的偏振特性

9.1.1橫波的偏振性

9.1.2起偏與檢偏

9.2光的各種偏振態

9.2.1光波的特徵與其發射機制有關

9.2.2自然光

9.2.3部分偏振光

9.2.4平面偏振光

9.2.5圓偏振光

9.2.6橢圓偏振光

9.3反射、折射所引起的偏振態的改變

9.3.1偏振態的改變

9.3.2垂直入射的情形

9.3.3布儒斯特定律

9.3.4玻璃片堆和布儒斯特窗

9.3.5全反射的相移和菲涅耳六面體稜鏡

9.4光在晶體中的雙折射

9.4.1晶體的光學特徵

9.4.2雙折射現象與雙折射晶體

9.5單軸晶體中光的波面

9.5.1晶體中o光和e光的波面

9.5.2單軸晶體的惠更斯作圖法

9.5.3幾種特例

9.6晶體光學器件

9.6.1偏振稜鏡

9.6.2波晶片

9.6.3相位補償器

9.7用波片改變光的偏振態

9.7.1光在波晶片中的傳播引起的相位差

9.7.2經過波片後光的偏振態的改變

9.7.3偏振態的實驗鑑定

9.8偏振光的干涉

9.8.1平行光偏振光的干涉裝置

9.8.2干涉分析與實驗現象

9.8.3會聚偏振光的干涉

9.9電光效應

9.9.1克爾效應

9.9.2泡克爾斯效應

9.9.3電光效應的套用

9.9.4液晶顯示器

9.10旋光

9.10.1自然旋光

9.10.2磁致旋光

9.10.3磁致旋光的套用

9.11偏振態的矩陣表示

9.11.1瓊斯矢量

9.11.2正交偏振

9.11.3瓊斯矩陣

習題9

部分習題參考答案

參考文獻