光学

本书讲述普通物理课程中的光学部分，内容包括波动光学、几何光学以及光的量子性导论。全书以光与物质相互作用的实验事实为基础，从光的物理模型出发，对光学的现象和规律作了较全面的讨论，并介绍了光学的发展及其在各个领域中的应用。对于光学中重要的物理概念和实验现象，本书进行了严格的推导和详细的说明。书后附有较多例题，便于读者理解。另外，编者特意制作多媒体光盘随书发行，其中包含大量光学现象的演示图片和动画。 　　本书可作为理工科以及师范院校物理类专业的本科生教材，也可供理工科非物理类有关专业的学生使用。

丛书序
前言
引言

第1章　光的波动模型
1.1　光波场
1.2　定态光波的数学表示
1.3　光程与相位
1.4　傍轴条件与远场条件

第2章　光的叠加原理
2.1　光波的叠加原理及其成立的条件
2.2　光波的叠加方法
2.3　光波的叠加强度
2.4　波包与群速度
2.5　光速的测量

第3章　光的偏振
3.1　光的偏振特性
3.2　光的偏振态
3.3　菲涅耳公式
3.4　反射折射所引起的偏振态的改变
3.5　斯托克斯倒逆关系

第4章　光的相干叠加
4.1　杨氏干涉与相干光的获得
4.2　两列相干光的干涉花样
4.3　惠更斯-菲涅耳原理
4.4　菲涅耳衍射（圆孔、圆屏）
4.5　夫琅禾费单缝和矩孔衍射
4.6　夫琅禾费圆孔衍射

第5章　光的干涉装置与光波场的相干性
5.1　光的干涉装置概述
5.2　分波前的干涉装置
5.3　半波损失
5.4　薄膜干涉
5.5　分振幅的干涉装置
5.6　多光束干涉——法布里-珀罗干涉仪
5.7　光的空间相干性与时间相干性概论

第6章　衍射光栅
6.1　多缝夫琅禾费衍射
6.2　光栅光谱
6.3　闪耀光栅
6.4　单色仪与光谱仪
6.5　正弦光栅
6.6　X射线在晶体中的衍射

第7章　傅里叶变换光学与全息照相
7.1　衍射系统的傅里叶变换
7.2　透镜和棱镜的屏函数
7.3　夫琅禾费光栅衍射的傅里叶频谱分析
7.4　阿贝成像原理
7.5　全息照相

第8章　光在晶体中的双折射
8.1　光在晶体中的传播
8.2　单轴晶体中光的波面
8.3　晶体光学器件
8.4　波片与光的偏振态
8.5　偏振光的干涉
8.6　电光效应
8.7　旋光
8.8　偏振态的矩阵表示

第9章　光波与物质的相互作用
9.1　光的吸收
9.2　光的色散
9.3　吸收和色散的经典理论
9.4　光的散射
9.5　强光在介质中的非线性电极化效应

第10章　几何光学的近轴理论
10.1　衍射的零级近似
10.2　几何光学的基本概念
10.3　反射与折射的应用
10.4　变折射率光学
10.5　近轴光在单球面上的成像
10.6　薄透镜成像
10.7　理想共轴球面系统的成像
10.8　光线转换矩阵
10.9　几何光学仪器

第11章　光的量子性
11.1　辐射场
11.2　黑体辐射的实验规律
11.3　光量子假说
习题与答案
中英人名对照
名词索引
教学进度和作业布置

从1887年起，当迈克耳孙(Michhelson，1852～1931)和莫雷(Morley，1838～1923)测量了光在通过以太沿着地球运动的方向与地球方向成直角的速度，发现光的速度都是一样的，迈克耳孙因此认为这个结果表明以太是随着地球运动的可是1893年洛奇(Lodge，1851～1940)在伦敦发现，光通过两块快速转动的巨大钢盘时，速度并不改变，表明钢盘并不把以太带着转恒星的光行差也显示以太并不随着地球转动，这样一来，那种认为空间弥漫着一种物质以太可以传递光波振动的见解，就因迈克耳孙和莫雷的实验结果而被人放弃了这一实验导致后来爱因斯坦在1905年提出了相对论。
量子理论和相对论的提出，标志着现代物理学的建立在现代物理学建立的过程中，光学发挥了巨大的作用，功不可没所以我们说，光学是经典物理学向现代物理学发展和过渡的纽带和桥梁。
必须强调的是，尽管光的量子理论已经完全确立，但是几何光学和波动光学并没有没落，相反，即使到目前，它们都在不断发展，无论是基础理论还是实际应用，都取得了很大的成就。
几何光学理论，最初仅仅用于平面和球面成像，现在，各种非球面的消像差成像镜头获得了越来越广泛的应用。
从20世纪三四十年代起，波动光学在衍射和光信息处理领域中获得了极大的发展：相衬方法(1935年)和全息术(1945年)发展起来；近场光学也获得了广泛的应用；利用电光和磁光效应，研制出了大量的光电子器件；结合了波动光学和量子理论的激光更是极大地改变了我们的生活。
光电子学、光子学、非线性光学等许多基于波动光学和量子光学的新学科也获得了飞快的发展。
四、光学的特色与研究方法
1物理学离我们有多近
物理学是一门自然科学，而且是一门非常重要的基础科学我们在中学阶段已经学过了物理学中关于力学、热学、光学和电磁学的内容，现在在大学里又要学习，而且在许多著名的大学，物理学是作为一门公共必修课来学的也就是说，物理学是必须学习和反复学习的这是为什么?
让我们先来看看一个简单的例子。计算机是集合了最先进科技的产品如果对计算机的硬件加以简单的分析，我们将得到如下结论：
首先看cPU和内存，它们是超大规模集成电路要实现超大规模集成电路，从材料上说，要有半导体，而人们认识和发现半导体，是量子力学的结果从制备工艺上说，要有超微细的光刻，即利用激光或x射线对材料加工，而激光和X射线也都离不开量子力学。