《物理光學與套用光學（第三版） 十一五》是2015年西安電子科技大學出版社出版的圖書，作者是石順祥、王學恩、馬琳。
基本介紹
- 書名：物理光學與套用光學（第三版） 十一五
- 作者：石順祥 王學恩 馬琳
- 出版社：西安電子科技大學出版社
- 出版時間：2015年04月
- 定價：46.75 元
- ISBN：978-7-5606-3348-0
內容簡介,目錄,
內容簡介
本書是在2000年出版的高等學校電子信息類規劃教材《物理光學與套用光學》、2008年出和棵判刪版的普通高等教育“十一五”國家級規劃教材《物理光學與套用光學(第二版)》的基礎上修訂而成的。本書以光的電磁理論為理論基礎，以物理光學和套用光學為主體內容。第1章到第4章討論了光在各匙檔榜向同性介質、各向異性介質中的傳播規律，以及光的干涉、衍射、偏振特性，突出了光學原理在光電子技術中的套用和進展，加強了光的相干性內容，介紹了傅立葉光學、近場光學和二元光學的基礎。第5章討論了在光波傳播與控制中套用非常廣泛的感應雙折射效應。第6章介紹了光的吸收、色散和散射特性。第7章到第10章講述了幾何光學基礎知識以及光在光學儀器中的傳播和成像特性。本書可作為光電子技術、電子科學與技術、光學工程、光信息科學與技術等專業本科生的專業基礎課教材，也可作為有關專業師生和科技人員的參考書。為了配合本教材的教與學，與本教材配套的學習指導書同期出版。
目錄
緒論 1
第1章 光在各向同性介質中的傳播特性 3
1.1 光波的特性 3
1.1.1 光電磁波及麥克斯韋電磁方程 3
1.1.2 幾種特殊形式的光波 7
1.1.3 光波場的頻率域表示 14
1.1.4 光波的速度 20
1.1.5 平面光波的橫波性、偏振態及其表示 23
1.2 光波在介質界面上的反射和折射 28
1.2.1 反射定律和折射定律 29
1.2.2 菲涅耳公式、反射率和透射率 29
1.2.3 反射和折射的相位特性 34
1.2.4 反射和折射的偏振特性 36
1.2.5 全反射 40
1.2.6 左手材料和負折射現象43
1.3 光波在金屬表面上的反射和折射 45
例題 49
習題 54
第2章 光的干涉 60
2.1 雙光束干涉 60
2.1.1 產生干涉的基本條件 60
2.1.2 雙光束干涉 63
2.2 平行平板的多光束干涉 71
2.3 光學薄膜 76
2.3.1 光學薄膜的反射特性 77
2.3.2 薄膜波導 86
2.4 典型干涉儀 91
2.4.1 麥可遜干涉儀 91
2.4.2 馬赫澤德干涉儀 94
2.4.3 法布里珀羅干涉儀 95
2.5 光的相干性 104
2.5.1 光的相干性 105
2.5.2 相干性的定量描述 113
2.5.3 雷射的相干性 117
例題 119
習題 125
第3章 光的衍射 131
3.1 衍射的基本理論 131
3.1.1 光的衍射現象 131
3.1.2 惠更斯菲涅耳原理 132
3.1.3 基爾再檔勸辨霍夫衍射公式 133
3.2 夫朗和費衍射 139
3.2.1 夫朗和費衍射裝置 139
3.2.2 夫朗和費矩形孔和圓孔套敬拘衍射 140
3.2.3 夫朗和費單縫和多縫衍射 149
3.2.4 巴俾涅原理套用 155
3.3 菲涅耳衍射 155
3.3.1 菲涅耳衍射的菲涅耳波帶法 155
3.3.2 菲涅耳衍射的積分解法 164
3.4 光柵和波帶片 168
3.4.1 衍射光柵 168
3.4.2 波導光柵 175
3.4.3 全息光柵 178
3.4.4 波帶片 180
3.5 全息照相 183
3.5.1 全息照相原理 183
3.5.2 全息照相技術 188
3.5.3 數字全息 192
3.6 傅立葉光學、二元光學、近場光學基礎簡介 194
3.6.1 光衍射現象的傅立葉分析——傅立葉光學基礎194
3.6.2 二元光學——衍射光學 206
3.6.3 近場光學簡介 213
例題 217
習題 224
第4章 光在各向異性介質中的傳播特性 230
4.1 晶體的光學各向異性 230
4.1.1 張量的基礎知識 230
4.1.2 晶體的介電張量 232
4.2 理想單色平面光波在晶體中的傳播 233
4.2.1 光在晶體中傳播特性的解析法描述 233
4.2.2 光在晶體中傳播特性的幾何法描述 243
4.3 平面光波在晶體界戒判籃面上的反射和折射 255
4.3.1 光在晶體界面上的雙灶提祖反射和雙折射現象 255
4.3.2 單軸晶體的負折射和負反射現象 261
4.4 晶體光學元件 262
4.4.1 偏振器 262
4.4.2 波片和補償器 268
4.5 晶體的偏光干涉 271
4.5.1 平行光的偏光干涉 272
4.5.2 會聚光的偏光干涉 276
例題 281
習題 285
第5章 晶體的感應雙折射 290
5.1 電光全催效應 290
5.1.1 電光效應的描述 290
5.1.2 晶體的線性電光效應 291
5.1.3 晶體的二次電光效應 303
5.1.4 晶體電光效應的套用舉例 305
5.2 聲光效應 307
5.2.1 彈光效應和彈光係數 307
5.2.2 聲光衍射 310
5.3 晶體的旋光效應與法拉第效應 313
5.3.1 晶體的旋光效應 313
5.3.2 法拉第效應 316
例題 318
習題 320
第6章 光的吸收、色散和散射 322
6.1 光與介質相互作用的經典理論 322
6.2 光的吸收 325
6.2.1 光吸收定律 325
6.2.2 吸收光譜 326
6.3 光的色散 328
6.3.1 色散率 329
6.3.2 正常色散與反常色散 329
6.4 光的散射 332
6.4.1 光的散射現象 332
6.4.2 瑞利散射 332
6.4.3 米氏散射 335
6.4.4 分子散射 335
6.4.5 喇曼散射 336
例題 337
習題 339
第7章 幾何光學基礎 341
7.1 幾何光學的基本定律 341
7.1.1 波面、光線和光束 341
7.1.2 基本定律 343
7.1.3 光學系統及物像的基本概念 347
7.1.4 光學系統成完善像的條件 348
7.2 單個折射球面的光路計算 350
7.2.1 符號法則 350
7.2.2 單個折射球面的光路計算公式 351
7.2.3 單個折射球面近軸區光路計算公式 354
7.3 單個折射球面的近軸區成像 354
7.3.1 物像公式 354
7.3.2 焦距及光焦度 355
7.3.3 高斯公式和牛頓公式 356
7.3.4 放大率 357
7.3.5 拉亥不變數 359
7.4 球面反射鏡成像 359
7.4.1 焦點和焦距 359
7.4.2 物像公式 360
7.4.3 放大率 360
7.5 共軸球面光學系統 360
7.5.1 轉面公式 361
7.5.2 拉亥公式 362
7.5.3 放大率公式 362
7.6 薄透鏡成像 363
7.6.1 透鏡的分類 363
7.6.2 薄透鏡成像 363
7.6.3 薄透鏡物像的幾個特殊位置關係 365
7.7 平面的折射成像 365
7.7.1 平面折射光路計算公式 365
7.7.2 折射平面近軸區成像 366
7.7.3 折射平行平板的光路計算 366
7.7.4 折射平行平板的成像 367
7.8 平面鏡和稜鏡系統 368
7.8.1 平面鏡成像 368
7.8.2 雙平面鏡系統成像 369
7.8.3 反射稜鏡 372
7.8.4 反射稜鏡的成像 373
7.8.5 折射稜鏡 376
例題 378
習題 382
第8章 理想光學系統 384
8.1 理想光學系統的基點和基面 384
8.1.1 理想光學系統的基本特性 384
8.1.2 理想光學系統的基點和基面 385
8.1.3 基本幾何光學元件的基點和基面 387
8.2 理想光學系統的物像關係 388
8.2.1 圖解法求像 388
8.2.2 理想光學系統成像公式 389
8.2.3 放大率 391
8.2.4 理想光學系統的基點位置關係 392
8.2.5 光學系統基點的測量 392
8.3 理想光學系統的組合 394
8.3.1 雙光組組合 394
8.3.2 正切法 396
8.3.3 截距法 398
8.3.4 無焦系統 398
8.4 厚透鏡及其基點與基面 399
8.4.1 厚透鏡基點一般公式 400
8.4.2 厚透鏡基點 400
8.5 矩陣在近軸光學系統中的套用 403
8.5.1 光線矢量的線性變換矩陣 403
8.5.2 基本光學元件的特徵傳遞矩陣 404
8.5.3 光學系統的傳遞矩陣計算 406
8.5.4 高斯矩陣與光學系統主平面和焦點的位置關係 408
8.5.5 傳遞矩陣在雷射諧振腔設計中的套用409
8.6 ABCD法則及其在雷射束傳輸中的套用 411
8.6.1 ABCD法則——光波面曲率半徑在傳播介質中的變化規律 411
8.6.2 ABCD法則用於基模高斯光束的傳播 412
8.6.3 基模高斯光束經過薄透鏡的變換 413
8.6.4 基模高斯光束經過無焦系統的變換 415
例題 416
習題 419
第9章 光學系統像差基礎和光路計算 422
9.1 光學系統中的光闌 422
9.1.1 光闌及其分類 422
9.1.2 孔徑光闌和入/出瞳 423
9.1.3 視場光闌和入/出窗 425
9.2 光學系統光闌對成像的影響 426
9.2.1 漸暈 426
9.2.2 景深和焦深 428
9.2.3 幾個特殊光學系統的光闌的作用 432
9.3 像差基本概念 434
9.3.1 像差的描述和分類 434
9.3.2 球差 435
9.3.3 彗差 436
9.3.4 像散 437
9.3.5 場曲 439
9.3.6 畸變 440
9.3.7 位置色差(軸向色差) 441
9.3.8 倍率色差(垂軸色差) 442
9.4 光學系統中一般光路計算 443
9.4.1 光學系統計算光路的分類 443
9.4.2 光學系統近軸光線的光路計算 443
9.4.3 光學系統子午面內光線的光路計算 444
9.4.4 沿軸外物點主光線細光束的光路計算 446
9.5 光學系統設計軟體——ZEMAX簡介 448
9.5.1 ZEMAX基本概況 449
9.5.2 ZEMAX設計環境 450
9.5.3 光學系統結構的設定 451
9.5.4 光學系統成像的分析 454
9.5.5 光學系統結構的最佳化 455
例題 456
習題 458
第10章 光學儀器的基本原理 459
10.1 光輻射基本概念和規律 459
10.1.1 光輻射基本物理量 459
10.1.2 光源直接照射表面時的光照度(距離平方反比定律) 464
10.1.3 光亮度的傳遞規律 465
10.2 眼睛 467
10.2.1 眼睛的結構 467
10.2.2 眼睛的調節和適應 468
10.2.3 眼睛的缺陷與校正 468
10.2.4 眼睛的解析度 469
10.3 放大鏡 470
10.3.1 視角放大率 470
10.3.2 放大鏡的視角放大率 471
10.3.3 放大鏡的光束限制 472
10.4 顯微鏡 472
10.4.1 顯微鏡的結構及其成像 472
10.4.2 顯微鏡的解析度 473
10.4.3 顯微鏡的視角放大率 474
10.4.4 顯微鏡的聚光本領 475
10.4.5 顯微鏡的光束限制 476
10.5 望遠鏡 476
10.5.1 望遠鏡的結構 476
10.5.2 望遠鏡的解析度 477
10.5.3 望遠鏡的放大本領 478
10.5.4 望遠鏡的聚光本領 479
10.6 物鏡和目鏡 480
10.6.1 顯微鏡的物鏡 480
10.6.2 望遠鏡的物鏡 482
10.6.3 目鏡 484
例題 486
習題 491
部分習題參考答案 492
參考文獻 500
3.2.2 夫朗和費矩形孔和圓孔衍射 140
3.2.3 夫朗和費單縫和多縫衍射 149
3.2.4 巴俾涅原理套用 155
3.3 菲涅耳衍射 155
3.3.1 菲涅耳衍射的菲涅耳波帶法 155
3.3.2 菲涅耳衍射的積分解法 164
3.4 光柵和波帶片 168
3.4.1 衍射光柵 168
3.4.2 波導光柵 175
3.4.3 全息光柵 178
3.4.4 波帶片 180
3.5 全息照相 183
3.5.1 全息照相原理 183
3.5.2 全息照相技術 188
3.5.3 數字全息 192
3.6 傅立葉光學、二元光學、近場光學基礎簡介 194
3.6.1 光衍射現象的傅立葉分析——傅立葉光學基礎194
3.6.2 二元光學——衍射光學 206
3.6.3 近場光學簡介 213
例題 217
習題 224
第4章 光在各向異性介質中的傳播特性 230
4.1 晶體的光學各向異性 230
4.1.1 張量的基礎知識 230
4.1.2 晶體的介電張量 232
4.2 理想單色平面光波在晶體中的傳播 233
4.2.1 光在晶體中傳播特性的解析法描述 233
4.2.2 光在晶體中傳播特性的幾何法描述 243
4.3 平面光波在晶體界面上的反射和折射 255
4.3.1 光在晶體界面上的雙反射和雙折射現象 255
4.3.2 單軸晶體的負折射和負反射現象 261
4.4 晶體光學元件 262
4.4.1 偏振器 262
4.4.2 波片和補償器 268
4.5 晶體的偏光干涉 271
4.5.1 平行光的偏光干涉 272
4.5.2 會聚光的偏光干涉 276
例題 281
習題 285
第5章 晶體的感應雙折射 290
5.1 電光效應 290
5.1.1 電光效應的描述 290
5.1.2 晶體的線性電光效應 291
5.1.3 晶體的二次電光效應 303
5.1.4 晶體電光效應的套用舉例 305
5.2 聲光效應 307
5.2.1 彈光效應和彈光係數 307
5.2.2 聲光衍射 310
5.3 晶體的旋光效應與法拉第效應 313
5.3.1 晶體的旋光效應 313
5.3.2 法拉第效應 316
例題 318
習題 320
第6章 光的吸收、色散和散射 322
6.1 光與介質相互作用的經典理論 322
6.2 光的吸收 325
6.2.1 光吸收定律 325
6.2.2 吸收光譜 326
6.3 光的色散 328
6.3.1 色散率 329
6.3.2 正常色散與反常色散 329
6.4 光的散射 332
6.4.1 光的散射現象 332
6.4.2 瑞利散射 332
6.4.3 米氏散射 335
6.4.4 分子散射 335
6.4.5 喇曼散射 336
例題 337
習題 339
第7章 幾何光學基礎 341
7.1 幾何光學的基本定律 341
7.1.1 波面、光線和光束 341
7.1.2 基本定律 343
7.1.3 光學系統及物像的基本概念 347
7.1.4 光學系統成完善像的條件 348
7.2 單個折射球面的光路計算 350
7.2.1 符號法則 350
7.2.2 單個折射球面的光路計算公式 351
7.2.3 單個折射球面近軸區光路計算公式 354
7.3 單個折射球面的近軸區成像 354
7.3.1 物像公式 354
7.3.2 焦距及光焦度 355
7.3.3 高斯公式和牛頓公式 356
7.3.4 放大率 357
7.3.5 拉亥不變數 359
7.4 球面反射鏡成像 359
7.4.1 焦點和焦距 359
7.4.2 物像公式 360
7.4.3 放大率 360
7.5 共軸球面光學系統 360
7.5.1 轉面公式 361
7.5.2 拉亥公式 362
7.5.3 放大率公式 362
7.6 薄透鏡成像 363
7.6.1 透鏡的分類 363
7.6.2 薄透鏡成像 363
7.6.3 薄透鏡物像的幾個特殊位置關係 365
7.7 平面的折射成像 365
7.7.1 平面折射光路計算公式 365
7.7.2 折射平面近軸區成像 366
7.7.3 折射平行平板的光路計算 366
7.7.4 折射平行平板的成像 367
7.8 平面鏡和稜鏡系統 368
7.8.1 平面鏡成像 368
7.8.2 雙平面鏡系統成像 369
7.8.3 反射稜鏡 372
7.8.4 反射稜鏡的成像 373
7.8.5 折射稜鏡 376
例題 378
習題 382
第8章 理想光學系統 384
8.1 理想光學系統的基點和基面 384
8.1.1 理想光學系統的基本特性 384
8.1.2 理想光學系統的基點和基面 385
8.1.3 基本幾何光學元件的基點和基面 387
8.2 理想光學系統的物像關係 388
8.2.1 圖解法求像 388
8.2.2 理想光學系統成像公式 389
8.2.3 放大率 391
8.2.4 理想光學系統的基點位置關係 392
8.2.5 光學系統基點的測量 392
8.3 理想光學系統的組合 394
8.3.1 雙光組組合 394
8.3.2 正切法 396
8.3.3 截距法 398
8.3.4 無焦系統 398
8.4 厚透鏡及其基點與基面 399
8.4.1 厚透鏡基點一般公式 400
8.4.2 厚透鏡基點 400
8.5 矩陣在近軸光學系統中的套用 403
8.5.1 光線矢量的線性變換矩陣 403
8.5.2 基本光學元件的特徵傳遞矩陣 404
8.5.3 光學系統的傳遞矩陣計算 406
8.5.4 高斯矩陣與光學系統主平面和焦點的位置關係 408
8.5.5 傳遞矩陣在雷射諧振腔設計中的套用409
8.6 ABCD法則及其在雷射束傳輸中的套用 411
8.6.1 ABCD法則——光波面曲率半徑在傳播介質中的變化規律 411
8.6.2 ABCD法則用於基模高斯光束的傳播 412
8.6.3 基模高斯光束經過薄透鏡的變換 413
8.6.4 基模高斯光束經過無焦系統的變換 415
例題 416
習題 419
第9章 光學系統像差基礎和光路計算 422
9.1 光學系統中的光闌 422
9.1.1 光闌及其分類 422
9.1.2 孔徑光闌和入/出瞳 423
9.1.3 視場光闌和入/出窗 425
9.2 光學系統光闌對成像的影響 426
9.2.1 漸暈 426
9.2.2 景深和焦深 428
9.2.3 幾個特殊光學系統的光闌的作用 432
9.3 像差基本概念 434
9.3.1 像差的描述和分類 434
9.3.2 球差 435
9.3.3 彗差 436
9.3.4 像散 437
9.3.5 場曲 439
9.3.6 畸變 440
9.3.7 位置色差(軸向色差) 441
9.3.8 倍率色差(垂軸色差) 442
9.4 光學系統中一般光路計算 443
9.4.1 光學系統計算光路的分類 443
9.4.2 光學系統近軸光線的光路計算 443
9.4.3 光學系統子午面內光線的光路計算 444
9.4.4 沿軸外物點主光線細光束的光路計算 446
9.5 光學系統設計軟體——ZEMAX簡介 448
9.5.1 ZEMAX基本概況 449
9.5.2 ZEMAX設計環境 450
9.5.3 光學系統結構的設定 451
9.5.4 光學系統成像的分析 454
9.5.5 光學系統結構的最佳化 455
例題 456
習題 458
第10章 光學儀器的基本原理 459
10.1 光輻射基本概念和規律 459
10.1.1 光輻射基本物理量 459
10.1.2 光源直接照射表面時的光照度(距離平方反比定律) 464
10.1.3 光亮度的傳遞規律 465
10.2 眼睛 467
10.2.1 眼睛的結構 467
10.2.2 眼睛的調節和適應 468
10.2.3 眼睛的缺陷與校正 468
10.2.4 眼睛的解析度 469
10.3 放大鏡 470
10.3.1 視角放大率 470
10.3.2 放大鏡的視角放大率 471
10.3.3 放大鏡的光束限制 472
10.4 顯微鏡 472
10.4.1 顯微鏡的結構及其成像 472
10.4.2 顯微鏡的解析度 473
10.4.3 顯微鏡的視角放大率 474
10.4.4 顯微鏡的聚光本領 475
10.4.5 顯微鏡的光束限制 476
10.5 望遠鏡 476
10.5.1 望遠鏡的結構 476
10.5.2 望遠鏡的解析度 477
10.5.3 望遠鏡的放大本領 478
10.5.4 望遠鏡的聚光本領 479
10.6 物鏡和目鏡 480
10.6.1 顯微鏡的物鏡 480
10.6.2 望遠鏡的物鏡 482
10.6.3 目鏡 484
例題 486
習題 491
部分習題參考答案 492
參考文獻 500
