物理光學(xué)基礎(chǔ)

前言

物理學(xué)中任何一個(gè)分支學(xué)科的時(shí)代風(fēng)格，都會受到整個(gè)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的影響而有所變化。20世紀(jì)中葉，半導(dǎo)體研究與應(yīng)用曾經(jīng)主導(dǎo)世界科技的發(fā)展，經(jīng)過幾十年的演變，從20世紀(jì)80年代末至今，激光技術(shù)與半導(dǎo)體微電子學(xué)相結(jié)合而形成的光電子學(xué)技術(shù)已經(jīng)充當(dāng)世界科技發(fā)展舞臺上的主角。起到先導(dǎo)作用的教育事業(yè)，應(yīng)當(dāng)為此做好培育人才的準(zhǔn)備。本書作者就是在這樣的背景下，深感有責(zé)任和義務(wù)編著一本能夠適應(yīng)這種發(fā)展形勢的《物理光學(xué)基礎(chǔ)》教材。物理光學(xué)基礎(chǔ)是高等院校物理專業(yè)和光電子專業(yè)學(xué)生一門重要的必修基礎(chǔ)課，它所涉及的物理光學(xué)知識、科學(xué)思維方式和研究方法，是每位理工科大學(xué)生必備的。該課程不僅是高等院校物理專業(yè)和光電子專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)其它后續(xù)課程的重要鋪墊，而且在培養(yǎng)學(xué)生如何認(rèn)識未知世界的科學(xué)觀，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和解決問題的能力等方面具有重要的作用。本書依據(jù)《理工科類大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》（2008年版），結(jié)合作者在北京理工大學(xué)多年教學(xué)研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并兼收并蓄國內(nèi)外同類教材中的各家之長編著而成。作為一本優(yōu)秀的物理光學(xué)教材，應(yīng)當(dāng)突出教材中展示的光學(xué)作圖和借助于數(shù)學(xué)處理物理光學(xué)問題，本書作者在光學(xué)作圖上都經(jīng)過精心設(shè)計(jì)和繪畫，盡量運(yùn)用高等數(shù)學(xué)中的微積分和矢量代數(shù)解決物理光學(xué)問題。在寫作風(fēng)格上，本書的編著對基本概念和基本方法的引入和闡述，力求物理圖像清晰，物理思想清楚，概念明確，深入淺出，通俗易懂。除此之外，在內(nèi)容編排上，主要把傳統(tǒng)的物理光學(xué)原理講好，如光的干涉、衍射和偏振；在現(xiàn)代光學(xué)方面，側(cè)重于基本概念和原理的介紹，書中盡量把物理光學(xué)前沿的信息傳遞給學(xué)生，以新的觀點(diǎn)整理材料并把最新的科研成果充實(shí)到基礎(chǔ)知識中去，注意培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和科研能力。

內(nèi)容概要

　　《物理光學(xué)基礎(chǔ)》共5章，第1章、第2章和第3章為經(jīng)典的波動光學(xué)，主要闡述光傳播過程表現(xiàn)出的光的干涉、衍射和偏振，以及應(yīng)用；第4章為量子光學(xué)，主要討論光與物質(zhì)作用時(shí)表現(xiàn)出的量子特性；第5章為現(xiàn)代光學(xué)，主要介紹現(xiàn)代光學(xué)技術(shù)前沿及其應(yīng)用。各章后均配備了思考題和習(xí)題，書末備有習(xí)題參考答案。講授全書大約需要64學(xué)時(shí)?！　　段锢砉鈱W(xué)基礎(chǔ)》可作為高等院校物理專業(yè)和光電子專業(yè)的教材或參考書，也是教師備課時(shí)很好的參考書和優(yōu)秀學(xué)生的輔助讀物。

書籍目錄

緒論第1章 光的干涉1.1 光源的發(fā)光機(jī)制 光的相干性1.1.1 光源的發(fā)光機(jī)制1.1.2 光的相干性1.2 光程與光程差1.2.1 基本概念1.2.2 透鏡的等光程性1.2.3 額外光程差1.3 分波陣面干涉1.3.1 楊氏雙縫干涉1.3.2 勞埃德鏡與半波損失的驗(yàn)證1.3.3 干涉條紋的變動1.4 條紋可見度1.4.1 干涉圖樣的可見度1.4.2 兩相干光波強(qiáng)度不等的影響1.4.3 光源大小的影響1.4.4 光源非單色性的影響1.5 分振幅干涉1.5.1 等傾干涉1.5.2 等厚干涉1.5.3 牛頓環(huán)1.6 邁克爾遜干涉儀1.6.1 邁克爾遜干涉儀的構(gòu)造1.6.2 干涉圖樣1.6.3 干涉條紋的位置和類型1.7 多光束干涉1.7.1 多光束干涉的光強(qiáng)分布公式1.7.2 干涉圖樣的特點(diǎn)1.7.3 法布里一珀羅干涉儀本章提要思考題習(xí)題第2章 光的衍射2.1 光的衍射現(xiàn)象 惠更斯一菲涅耳原理2.1.1 光的衍射現(xiàn)象2.1.2 惠更斯一菲涅耳原理2.1.3 菲涅耳衍射和夫瑯和費(fèi)衍射2.2 菲涅耳半波帶法2.2.1 菲涅耳半波帶2.2.2 合振幅的計(jì)算2.3 菲涅耳衍射2.3.1 菲涅耳圓孔衍射2.3.2 菲涅耳圓盤衍射2.3.3 菲涅耳波帶片2.4 夫瑯和費(fèi)單縫衍射2.4.1 夫瑯和費(fèi)單縫衍射的實(shí)驗(yàn)裝置2.4.2 用菲涅耳半波帶分析夫瑯和費(fèi)單縫衍射圖樣2.4.3 單縫衍射條紋的光強(qiáng)計(jì)算2.4.4 單縫衍射圖樣的特點(diǎn)2.5 夫瑯和費(fèi)圓孔衍射光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)2.5.1 夫瑯和費(fèi)圓孔衍射2.5.2 光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)2.6 光柵衍射2.6.1 光柵2.6.2 光柵衍射圖樣分析2.6.3 光柵衍射的強(qiáng)度分布2.6.4 光柵光譜與色散2.6.5 光柵的分辨本領(lǐng)2.6.6 閃耀光柵2.6.7 干涉和衍射的區(qū)別與聯(lián)系2.7 晶體對x射線的衍射2.7.1 x射線的衍射實(shí)驗(yàn)2.7.2 布拉格公式本章提要思考題習(xí)題第3章 光的偏振3.1 光的偏振態(tài)3.1.1 光的偏振性3.1.2 自然光3.1.3 線偏振光3.1.4 部分偏振光3.1.5 橢圓偏振光圓偏振光3.2 獲得偏振光的方法3.2.1 偏振片起偏3.2.2 馬呂斯定律3.2.3 反射和折射起偏布儒斯特定律3.3 晶體中的雙折射3.3.1 雙折射現(xiàn)象3.3.2 光軸主截面3.3.3 o光和e光的強(qiáng)度3.3.4 光在晶體中的傳播規(guī)律3.4 偏振棱鏡波片3.4.1 偏振棱鏡3.4.2 波片3.4.3 光偏振態(tài)的檢驗(yàn)3.5 偏振光的干涉3.5.1 偏振光的干涉3.5.2 色偏振3.5.3 偏振光的干涉圖樣3.6 人造雙折射3.6.1 光彈性效應(yīng)及其應(yīng)用3.6.2 電光效應(yīng)及其應(yīng)用3.7 光的偏振態(tài)的矩陣表示——瓊斯法3.7.1 各種偏振光的瓊斯矢量3.7.2 用瓊斯矢量處理偏振光的疊加與分解3.7.3 偏振器件的瓊斯矩陣3.8 晶體中的旋光3.8.1 旋光現(xiàn)象的規(guī)律3.8.2 旋光現(xiàn)象的解釋本章提要思考題習(xí)題第4章 光的量子性4.1 黑體輻射普朗克的能量子假說4.1.1 熱輻射4.1.2 黑體和黑體輻射的基本規(guī)律4.1.3 經(jīng)典物理學(xué)遇到的困難4.1.4 普朗克的能量子假說黑體輻射公式4.2 光電效應(yīng)4.2.1 光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律4.2.2 光的經(jīng)典波動理論的困難4.3 光子與愛因斯坦方程4.3.1 愛因斯坦光子理論4.3.2 愛因斯坦方程4.3.3 光電效應(yīng)的應(yīng)用……第5章 現(xiàn)代學(xué)及發(fā)展前沿參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第1章　光的干涉干涉是波的一種特殊疊加效應(yīng)。所謂干涉，是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的波相遇時(shí)，在一定情況下會相互影響，這種現(xiàn)象叫干涉現(xiàn)象。光波是一種電磁波，人眼所能感受的光的波長約在390mm～760mm范圍內(nèi)，所以又稱為可見光。滿足一定條件的兩列或幾列光波在空間相遇時(shí)相互疊加，在某些區(qū)域始終加強(qiáng)，而在另一些區(qū)域則始終削弱，形成穩(wěn)定的強(qiáng)弱分布現(xiàn)象，稱為光的干涉。在干涉區(qū)域所形成的明、暗條紋的分布，稱為干涉圖樣。光的干涉現(xiàn)象是光的波動性的最直接、最有力的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。光的干涉現(xiàn)象是牛頓微粒模型根本無法解釋的，只有用波動模型才能圓滿地加以解釋。由牛頓微粒模型可知，兩束光的微粒數(shù)應(yīng)等于每束光的微粒之和，而光的干涉現(xiàn)象要說明的卻是微粒數(shù)有所改變，干涉相長處微粒數(shù)分布多；干涉相消處，微粒數(shù)比單獨(dú)一列光的還要少，甚至為零。這些問題都是微粒模型難以說明的。再從另一角度來看光的干涉現(xiàn)象，它也是對光的微粒模型有力的否定。

編輯推薦

《物理光學(xué)基礎(chǔ)》為國防工業(yè)出版社出版。

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