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光學
第4版
《光學》（第4版）原作者是印度的Ajoy Ghatak，譯者為張曉光、席麗霞、余和軍，由清華大學出版社出版。
目錄
目錄
第1章光學史
1
參考文獻和推薦讀物21
第2章光是什麼
23
2.1引言23
2.2微粒模型23
2.3波動模型25
2.4輻射的粒子性28
2.5物質的波動性29
2.6測不準原理31
2.7單縫衍射實驗31
2.8物質波的概率解釋33
2.9干涉實驗的理解35
2.10光子的偏振37
2.11時間能量不確定關係39
小結39
習題40
題解41
參考文獻和推薦讀物41
第一部分 幾何光學
第3章費馬原理及其應用
45
3.1引言45
3.2從費馬原理推導反射定律和折射定律47
3.3非均勻媒質中的光線路徑52
3.4光線方程與它的解59
3.5光線在各向同性媒質和各向異性媒質的分界面的折射67
小結71
習題72
參考文獻和推薦讀物76
第4章光線經過球面的折射與反射
77
4.1引言77
4.2在單一球面上的折射78
4.3在單一球面上的反射80
4.4薄透鏡82
4.5透鏡的主焦點和焦距83
4.6牛頓公式85
4.7橫向放大率85
4.8球面的齊明點87
4.9笛卡兒卵形面89
4.10齊明點存在的幾何證明89
4.11正弦條件91
小結92
習題93
參考文獻和推薦讀物95
光學(第4版)[]目錄[][2][3][2]
第5章傍軸光學的矩陣方法
96
5.1引言96
5.2矩陣方法98
5.3主平面(單位面)105
5.4節平面107
5.5兩薄透鏡構成的系統110
小結112
習題113
參考文獻和推薦讀物114
第6章像差115
6.1引言115
6.2色差115
6.3單色像差119
小結130
習題131
參考文獻和推薦讀物131
第二部分 振動與波動
第7章簡諧運動、受迫振動和折射率的起源135
7.1引言135
7.2簡諧運動135
7.3阻尼簡諧運動141
7.4受迫振動143
7.5折射率的起源146
7.6瑞利散射152
小結153
習題154
參考文獻和推薦讀物157
第8章傅里葉級數及其應用158
8.1引言158
8.2彈撥弦上的橫向振動161
8.3傅里葉級數在研究受迫振動中的應用164
8.4傅里葉積分165
小結167
習題167
參考文獻和推薦讀物168
第9章狄拉克δ函數和傅里葉變換169
9.1引言169
9.2狄拉克δ函數的表示169
9.3δ函數的積分表示170
9.4作為分佈函數的δ函數171
9.5傅里葉積分定理171
9.6二維和三維傅里葉變換175
小結176
習題177
第10章群速度和脈衝色散179
10.1引言179
10.2群速度179
10.3波包的群速度185
10.4自相位調製193
小結195
習題196
參考文獻和推薦讀物198
第11章波的傳播和波動方程199
11.1引言199
11.2正弦波: 頻率和波長的概念201
11.3波的種類203
11.4波動的能量傳播204
11.5一維波動方程205
11.6拉緊弦的橫向波動207
11.7固體中的縱向聲波208
11.8氣體中的縱波209
11.9一維波動方程的通解211
小結217
習題218
參考文獻和推薦讀物219
第12章惠更斯原理及其應用220
12.1引言220
12.2惠更斯原理220
12.3光的直線傳播222
12.4應用惠更斯原理研究折射與反射223
12.5非均勻媒質中的惠更斯原理231
小結232
習題232
參考文獻和推薦讀物232
第三部分 干涉
第13章波的疊加235
13.1引言235
13.2弦上駐波236
13.3在一根兩端固定的弦上的駐波238
13.4光駐波: 艾夫斯和維納實驗239
13.5兩個正弦波的疊加240
13.6研究正弦波疊加的圖解法241
13.7複數表示法244
小結244
習題245
參考文獻和推薦讀物245
第14章雙光束干涉: 波前分割法246
14.1引言246
14.2在水面上產生的干涉圖樣247
14.3相干性251
14.4光波的干涉252
14.5干涉圖樣253
14.6強度分佈255
14.7菲涅爾雙面鏡裝置263
14.8菲涅爾雙稜鏡裝置263
14.9白光干涉264
14.10條紋的位移265
14.11洛埃鏡裝置266
14.12反射時的相位變化267
小結268
習題268
參考文獻和推薦讀物270
第15章雙光束干涉: 振幅分割法271
15.1引言271
15.2平面波照射平行平面薄膜發生的干涉272
15.3餘弦定律274
15.4消反射膜275
15.5增反射膜280
15.6周期性結構產生的反射280
15.7點光源照射平行平面薄膜發生的干涉286
15.8兩反射面不平行的薄膜發生的干涉290
15.9薄膜的顏色294
15.10牛頓環295
15.11邁克耳孫干涉儀300
小結304
習題304
參考文獻和推薦讀物305
第16章多光束干涉量度學306
16.1引言306
16.2平行平面薄膜上的多次反射306
16.3法布里珀羅標準具309
16.4法布里珀羅干涉儀313
16.5分辨能力314
16.6陸末格爾克板318
16.7干涉濾波器319
小結320
習題320
參考文獻和推薦讀物321
第17章相干性322
17.1引言322
17.2線寬326
17.3空間相干性327
17.4邁克耳孫測星干涉儀329
17.5光學拍331
17.6相干時間和線寬的傅里葉分析334
17.7復相干度和楊氏雙孔實驗中的條紋可見度336
17.8傅里葉變換光譜學338
小結345
習題346
參考文獻和推薦讀物347
第四部分 衍射
第18章夫琅禾費衍射: Ⅰ351
18.1引言351
18.2單縫衍射圖樣352
18.3圓孔衍射358
18.4激光束的定向性361
18.5分辨極限367
18.6雙縫的夫琅禾費衍射圖樣371
18.7多縫的夫琅禾費衍射圖樣374
18.8衍射光柵378
18.9斜入射383
18.10X射線衍射383
18.11自聚焦現象389
18.12關於光學媒體技術的短文392
小結396
習題397
參考文獻和推薦讀物399
第19章夫琅禾費衍射: Ⅱ和傅里葉光學400
19.1引言400
19.2菲涅耳衍射積分400
19.3均勻振幅和相位分佈402
19.4夫琅禾費近似403
19.5長狹縫的夫琅禾費衍射403
19.6矩孔的夫琅禾費衍射404
19.7圓孔的夫琅禾費衍射406
19.8全同孔陣列408
19.9空間濾波409
19.10薄透鏡的傅里葉變換性質413
小結416
習題416
參考文獻和推薦讀物417
第20章菲涅耳衍射418
20.1引言418
20.2菲涅耳半波帶419
20.3波帶片422
20.4對菲涅耳衍射的更嚴謹探討424
20.5高斯光束的傳播427
20.6直邊衍射430
20.7平面波被長狹縫衍射以及向夫琅禾費衍射的過渡437
小結441
習題443
參考文獻和推薦讀物445
第21章全息術446
21.1引言446
21.2全息術理論448
21.3全息術的要求452
21.4全息術的一些應用453
小結455
習題455
參考文獻和推薦讀物456
第五部分 光的電磁特性
第22章偏振與雙折射459
22.1引言459
22.2偏振光的產生463
22.3馬呂斯定律467
22.4兩個擾動的疊加468
22.5雙折射現象472
22.6偏振光干涉: 四分之一波片與半波片478
22.7偏振光的分析481
22.8光學旋光482
22.9光束在橢圓芯單模光纖中傳輸時偏振態的變化484
22.10渥拉斯頓稜鏡487
22.11羅雄稜鏡488
22.12各向異性媒質中平面電磁波的傳播489
22.13射線速度與射線折射率495
22.14瓊斯運演演算法498
22.15法拉第旋光500
22.16光學旋光理論501
小結505
習題506
參考文獻和推薦讀物509
第23章電磁波510
23.1麥克斯韋方程組510
23.2電介質中的平面波511
23.3電介質中的三維波動方程516
23.4坡印亭矢量517
23.5電磁波的能量密度和強度520
23.6輻射壓強522
23.7導電介質中的波動方程524
23.8連續性條件526
23.9麥克斯韋方程組的物理意義527
小結529
習題530
參考文獻和推薦讀物531
第24章電磁波的反射與折射532
24.1引言532
24.2兩電介質分界面上的反射532
24.3導電介質的反射550
24.4電介質薄膜上的反射552
小結554
習題555
參考文獻和推薦讀物556
第六部分 光子
第25章輻射的粒子性559
25.1引言560
25.2光電效應560
25.3康普頓效應563
25.4光子質量569
25.5光子的角動量569
小結572
習題573
參考文獻和推薦讀物574
第七部分 激光與光纖光學
第26章激光導論577
26.1引言578
26.2光纖激光器585
26.3紅寶石激光器587
26.4氦氖激光器589
26.5光學諧振腔591
26.6愛因斯坦係數和光放大596
26.7線型函數604
26.8紅寶石激光器的典型參數607
26.9激光束的單色性608
26.10拉曼放大和拉曼激光器609
小結613
習題615
參考文獻和推薦讀物616
第27章光纖光學Ⅰ：基本概念和射線光學617
27.1引言618
27.2一些歷史評論618
27.3全反射621
27.4光纖623
27.5為什麼是玻璃纖維624
27.6相干光纖束625
27.7數值孔徑626
27.8光纖的損耗628
27.9損耗極限630
27.10多模光纖中的脈衝色散631
27.11色散和最大比特率635
27.12光纖感測器636
習題637
參考文獻和推薦讀物638
第28章 光線光學2：波導的基本理論與模式的概念639
28.1引言639
28.2對稱平面階躍型波導的TE模式640
28.3模式的物理意義646
28.4折射率分佈為拋物線型的平面波導中的TE模式648
28.5對稱的階躍型平面波導的TM模式649
28.6波導理論和量子力學650
習題653
參考文獻和推薦讀物654
第29章光纖光學Ⅲ：單模光纖655
29.1引言655
29.2基本方程655
29.3階躍型折射率光纖的導模658
29.4單模光纖662
29.5單模光纖中的脈衝色散664
29.6色散補償光纖668
習題671
參考文獻和推薦讀物672
附錄A伽馬函數和與高斯函數相關的積分673
附錄B積分∫∞-∞singx[]xdx675
附錄C高斯光束的衍射676
附錄D平板波導的TE模式與TM模式677
