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绪论1

第1章 光的干涉4

1.1光源的发光机制 光的相干性5

1.1.1光源的发光机制5

1.1.2光的相干性6

1.2光程与光程差9

1.2.1基本概念9

1.2.2透镜的等光程性10

1.2.3额外光程差11

1.3分波阵面干涉12

1.3.1杨氏双缝干涉12

1.3.2劳埃德镜与半波损失的验证17

1.3.3干涉条纹的变动18

1.4条纹可见度20

1.4.1干涉图样的可见度21

1.4.2两相干光波强度不等的影响21

1.4.3光源大小的影响22

1.4.4光源非单色性的影响25

1.5分振幅干涉27

1.5.1等倾干涉27

1.5.2等厚干涉32

1.5.3牛顿环36

1.6迈克尔逊干涉仪39

1.6.1迈克尔逊干涉仪的构造39

1.6.2干涉图样40

1.6.3干涉条纹的位置和类型43

1.7多光束干涉44

1.7.1多光束干涉的光强分布公式45

1.7.2干涉图样的特点47

1.7.3法布里—珀罗干涉仪49

本章提要53

思考题57

习题59

第2章 光的衍射64

2.1光的衍射现象 惠更斯—菲涅耳原理64

2.1.1光的衍射现象64

2.1.2惠更斯—菲涅耳原理65

2.1.3菲涅耳衍射和夫琅和费衍射67

2.2菲涅耳半波带法67

2.2.1菲涅耳半波带67

2.2.2合振幅的计算68

2.3菲涅耳衍射70

2.3.1菲涅耳圆孔衍射71

2.3.2菲涅耳圆盘衍射75

2.3.3菲涅耳波带片76

2.4夫琅和费单缝衍射79

2.4.1夫琅和费单缝衍射的实验装置79

2.4.2用菲涅耳半波带分析夫琅和费单缝衍射图样80

2.4.3单缝衍射条纹的光强计算82

2.4.4单缝衍射图样的特点86

2.5夫琅和费圆孔衍射 光学仪器的分辨本领89

2.5.1夫琅和费圆孔衍射89

2.5.2光学仪器的分辨本领90

2.6光栅衍射93

2.6.1光栅93

2.6.2光栅衍射图样分析95

2.6.3光栅衍射的强度分布97

2.6.4光栅光谱与色散102

2.6.5光栅的分辨本领105

2.6.6闪耀光栅108

2.6.7干涉和衍射的区别与联系110

2.7晶体对X射线的衍射111

2.7.1 X射线的衍射实验111

2.7.2布拉格公式112

本章提要115

思考题118

习题119

第3章 光的偏振124

3.1光的偏振态124

3.1.1光的偏振性124

3.1.2自然光125

3.1.3线偏振光126

3.1.4部分偏振光127

3.1.5椭圆偏振光 圆偏振光128

3.2获得偏振光的方法130

3.2.1偏振片起偏130

3.2.2马吕斯定律132

3.2.3反射和折射起偏 布儒斯特定律134

3.3晶体中的双折射137

3.3.1双折射现象137

3.3.2光轴 主截面138

3.3.3 o光和e光的强度139

3.3.4光在晶体中的传播规律141

3.4偏振棱镜 波片145

3.4.1偏振棱镜145

3.4.2波片147

3.4.3光偏振态的检验150

3.5偏振光的干涉151

3.5.1偏振光的干涉151

3.5.2色偏振154

3.5.3偏振光的干涉图样154

3.6人造双折射156

3.6.1光弹性效应及其应用156

3.6.2电光效应及其应用158

3.7光的偏振态的矩阵表示——琼斯法162

3.7.1各种偏振光的琼斯矢量162

3.7.2用琼斯矢量处理偏振光的叠加与分解165

3.7.3偏振器件的琼斯矩阵166

3.8晶体中的旋光169

3.8.1旋光现象的规律170

3.8.2旋光现象的解释172

本章提要176

思考题178

习题181

第4章 光的量子性185

4.1黑体辐射 普朗克的能量子假说185

4.1.1热辐射185

4.1.2黑体和黑体辐射的基本规律186

4.1.3经典物理学遇到的困难190

4.1.4普朗克的能量子假说 黑体辐射公式191

4.2光电效应192

4.2.1光电效应的实验规律192

4.2.2光的经典波动理论的困难194

4.3光子与爱因斯坦方程195

4.3.1爱因斯坦光子理论195

4.3.2爱因斯坦方程195

4.3.3光电效应的应用198

4.4康普顿效应199

4.4.1康普顿效应的实验定律199

4.4.2康普顿效应的理论解释201

4.5波粒二象性203

4.5.1光具有波粒二象性203

4.5.2实物粒子的波动性204

4.5.3对波粒二象性的解释207

本章提要208

思考题209

习题210

第5章 现代光学及发展前沿212

5.1激光212

5.1.1爱因斯坦的光辐射量子理论213

5.1.2激光的产生215

5.1.3光学谐振腔219

5.1.4激光的特点220

5.1.5激光的应用221

5.2全息照相223

5.2.1全息照相的基本概念223

5.2.2全息照相的记录和再现224

5.2.3全息照相的特点227

5.2.4全息照相的应用228

5.3量子成像230

5.3.1量子成像的基本概念230

5.3.2量子成像的实验231

5.3.3量子成像的应用234

5.4量子保密通信235

5.4.1量子密码的发展历程235

5.4.2量子密码通信的安全性236

5.4.3量子密码通信的特性237

本章提要239

思考题240

习题241

附录A习题参考答案243

附录B物理常数表249

附录C电磁波谱250

附录D汉英词汇索引251

参考文献262