光学（第6版）
| 作者 |
| A.伽塔克（Ajoy Ghatak) |
| 丛书名 |
| 出版社 |
| 清华大学出版社 |
| ISBN |
| 9787302534235 |
| 简要 |
| 简介 |
| 内容简介 本书是西方《光学》课程的经典教材之一。涵盖了几何光学，干涉、衍射、偏振等波动光学内容，为了使读者更好地学好波动光学，作者还准备了振动与波、傅里叶变换、狄拉克函数作为波动光学的基础，作为光学的应用，本书还将激光与光纤光学作为光学的直接应用选入，为了让读者了解有关光学在近代物理中的作用，第5版引入了狭义相对论内容，第6版又将量子光学的部分内容选入，使读者更好地理解光的量子特性。 |
| 目录 |
第1章 光学史 1 第2章 光是什么: 简要发展史 12 2.1 引言 12 2.2 光的微粒模型 13 2.3 光的波动模型 15 2.4 麦克斯韦电磁波 18 2.5 与光波相联系的位移”是什么 20 2.6 偏振的概念 20 2.7 辐射的粒子性 20 2.8 波粒二象性 22 2.9 不确定原理 23 2.10 单缝衍射实验 24 2.11 物质波的概率解释 25 2.12 对干涉实验的理解 27 2.13 分光束实验 28 2.14 光子的偏振 30 习题 32 第一部分 几何光学 第3章 费马原理及其应用 35 3.1 引言 35 3.2 从费马原理推导反射定律和折射定律 37 3.3 非均匀介质中的光线路径 42 3.4 光线方程与它的解 48 3.5 光线在各向同性介质和各向异性介质的分界面的折射 57 小结 61 习题 61 第4章 光线经过球面的折射与反射 66 4.1 引言 66 4.2 在单一球面上的折射 67 光学(第6 版) 12 4.3 在单一球面上的反射 70 4.4 薄透镜 71 4.5 透镜的主焦点和焦距 72 4.6 牛顿公式 74 4.7 横向放大率 74 4.8 球面的齐明点(不晕点) 76 4.9 笛卡儿卵形面 78 4.10 齐明点存在的几何证明 78 4.11 正弦条件 79 小结 81 习题 82 第5章 傍轴光学的矩阵方法 84 5.1 引言 84 5.2 矩阵方法 86 5.3 主平面(单位面) 93 5.4 节平面 95 5.5 两薄透镜构成的系统 97 小结 100 习题 101 第6章 像差 102 6.1 引言 102 6.2 色差 103 6.3 单色像差 106 6.4 畸变 115 小结 116 习题 117 第二部分 振动与波动 第7章 简谐振动、受迫振动和折射率的起源 121 7.1 引言 121 7.2 简谐振动 121 7.3 阻尼简谐振动 127 7.4 受迫振动 129 7.5 折射率的起源 132 7.6 瑞利散射 138 小结 139 13 习题 140 第8章 傅里叶级数及其应用 144 8.1 引言 144 8.2 弹拨弦上的横向振动 147 8.3 傅里叶级数在研究受迫振动中的应用 150 8.4 傅里叶积分 151 小结 153 习题 153 第9章 狄拉克δ函数和傅里叶变换 155 9.1 引言 155 9.2 狄拉克δ函数的表示 155 9.3 狄拉克δ函数的积分表示 156 9.4 作为分布函数的δ函数 157 9.5 傅里叶积分定理 158 9.6 二维和三维傅里叶变换 161 小结 162 习题 163 第10章 群速度和脉冲色散 165 10.1 引言 165 10.2 群速度 165 10.3 波包的群速度 171 10.4 自相位调制 178 小结 181 习题 182 第11章 波的传播和波动方程 185 11.1 引言 185 11.2 正弦波: 频率和波长的概念 187 11.3 波的种类 189 11.4 波动的能量传播 189 11.5 一维波动方程 191 11.6 拉紧弦的横向波动 191 11.7 固体中的纵声波 192 11.8 气体中的纵波 194 11.9 一维波动方程的通解 196 小结 200 光学(第6 版) 14 习题 201 第12章 惠更斯原理及其应用 203 12.1 引言 203 12.2 惠更斯原理 203 12.3 光的直线传播 205 12.4 应用惠更斯原理研究折射与反射 206 12.5 非均匀介质中的惠更斯原理 214 小结 214 习题 215 第三部分 干 涉 第13章 波的叠加 219 13.1 引言 219 13.2 弦上驻波 220 13.3 在一根两端固定的弦上的驻波 222 13.4 光驻波: 艾夫斯和维纳实验 223 13.5 两个正弦波的叠加 224 13.6 研究正弦波叠加的图解法 225 13.7 复数表示法 227 小结 227 习题 228 第14章 双光束干涉: 波前分割法 229 14.1 引言 229 14.2 在水面上产生的干涉图样 230 14.3 相干性 234 14.4 光波的干涉 235 14.5 干涉图样 236 14.6 强度分布 238 14.7 菲涅耳双面镜装置 244 14.8 菲涅耳双棱镜 245 14.9 白光干涉 246 14.10 条纹的位移 247 14.11 洛埃镜装置 248 14.12 反射时的相位变化 249 小结 250 15 习题 250 第15章 双光束干涉: 振幅分割法 253 15.1 引言 254 15.2 平面波照射平行平面薄膜产生的干涉 254 15.3 余弦律 256 15.4 消反射膜 257 15.5 增反射膜 263 15.6 周期性结构产生的反射 263 15.7 点光源照明平行平面薄膜产生的干涉 269 15.8 两反射面不平行的薄膜产生的干涉 272 15.9 薄膜的颜色 276 15.10 牛顿环 277 15.11 迈克耳孙干涉仪 282 小结 285 习题 286 第16章 多光束干涉量度学 288 16.1 引言 288 16.2 平行平面薄膜上的多次反射 289 16.3 法布里-珀罗标准具 291 16.4 法布里-珀罗干涉仪 295 16.5 分辨本领 296 16.6 陆末-格尔克板 300 16.7 干涉滤光片 301 小结 302 习题 302 第17章 相干性 304 17.1 引言 304 17.2 光源的线宽 308 17.3 空间相干性 309 17.4 迈克耳孙测星干涉仪 311 17.5 光学拍 313 17.6 相干时间和光源线宽的傅里叶分析 316 17.7 复相干度和杨氏双孔实验中的条纹可见度 318 17.8 傅里叶变换光谱学 320 小结 327 习题 328 光学(第6 版) 16 第四部分 衍 射 第18章 夫琅禾费衍射: Ⅰ 331 18.1 引言 331 18.2 单缝衍射图样 333 18.3 圆孔衍射 338 18.4 激光束的定向性 341 18.5 分辨极限 347 18.6 双缝的夫琅禾费衍射图样 351 18.7 多缝的夫琅禾费衍射图样 355 18.8 衍射光栅 358 18.9 斜入射 363 18.10 X射线衍射 364 18.11 自聚焦现象 368 小结 371 习题 372 第19章 夫琅禾费衍射Ⅱ和傅里叶光学 375 19.1 引言 375 19.2 菲涅耳衍射积分 375 19.3 均匀振幅和相位分布 377 19.4 夫琅禾费近似 378 19.5 长狭缝的夫琅禾费衍射 379 19.6 矩形孔的夫琅禾费衍射 380 19.7 圆孔的夫琅禾费衍射 381 19.8 全同孔阵列 383 19.9 空间滤波 385 19.10 薄透镜的傅里叶变换性质 388 小结 391 习题 392 第20章 菲涅耳衍射 393 20.1 引言 393 20.2 菲涅耳半波带法 394 20.3 波带片 398 20.4 处理菲涅耳衍射更严谨的方法 400 20.5 高斯光束的传播 402 20.6 直边衍射 404 17 20.7 平面波经长狭缝的菲涅耳衍射以及向夫琅禾费衍射的过渡 409 小结 412 习题 414 第21章 全息术 417 21.1 引言 418 21.2 全息术基本理论 419 21.3 全息术的要求 424 21.4 全息术的一些应用 424 小结 427 习题 427 第五部分 光的电磁特性 第22章 偏振与双折射 431 22.1 引言 432 22.2 马吕斯定律 435 22.3 偏振光的产生 436 22.4 两个矢量波动的叠加 440 22.5 双折射现象 446 22.6 偏振光干涉: 四分之一波片与二分之一波片 451 22.7 偏振光的分析 454 22.8 光学旋光 455 22.9 光束在椭圆芯单模光纤中传输时偏振态的变化 457 22.10 沃拉斯顿棱镜 459 22.11 罗雄棱镜 461 22.12 各向异性介质中平面电磁波的传播 461 22.13 射线速度与射线折射率 466 22.14 琼斯运算法 469 22.15 法拉第旋光 476 22.16 光学旋光现象的理论解释 479 22.17 法拉第旋光现象的理论解释 481 习题 483 第23章 电磁波 488 23.1 引言 488 23.2 麦克斯韦方程组 489 23.3 电介质中的平面波 490 23.4 电介质中的三维波动方程 495 光学(第6 版) 18 23.5 坡印亭矢量 497 23.6 电磁波的能量密度和强度 500 23.7 电磁波在吸收介质中的传播 502 23.8 电磁波在导电介质中的传播 503 23.9 辐射压强 505 23.10 连续性条件 507 23.11 麦克斯韦方程组的物理意义 509 小结 511 习题 512 第24章 电磁波的反射与折射 514 24.1 引言 514 24.2 两介质分界面上的反射和折射 514 24.3 正入射情况 516 24.4 斜入射: E 矢量平行于入射面 523 24.5 反射起偏: 布儒斯特定律 526 24.6 全内反射和隐失波 527 24.7 斜入射: E 矢量垂直于入射面 529 24.8 反射率和透射率 532 24.9 隐失波的坡印亭矢量计算 534 24.10 电介质薄膜上的反射 539 小结 541 习题 542 第六部分 光 子 第25章 辐射的粒子性 547 25.1 引言 548 25.2 光电效应 549 25.3 康普顿效应 553 25.4 光子的角动量 557 25.5 光镊效应 559 小结 561 习题 561 第26章 光子的量子性与光子纠缠 563 26.1 引言 563 26.2 利用强度分束器的光子实验 563 26.3 利用偏振片的光子实验 564 19 26.4 利用偏振分束器的光子实验 565 26.5 波粒二象性 567 26.6 薛定谔方程 568 26.7 一维自由粒子 569 26.8 电子的单缝衍射 574 26.9 电子的双缝干涉 575 26.10 EPR佯谬与贝尔不等式的简单分析 576 小结 583 习题 583 第七部分 激光与光纤光学 第27章 激光导论 589 27.1 引言 590 27.2 光纤激光器 597 27.3 红宝石激光器 600 27.4 氦氖激光器 602 27.5 光学谐振腔 604 27.6 爱因斯坦系数和光放大 610 27.7 线型函数 618 27.8 红宝石激光器的典型参数 620 27.9 激光束的单色性 621 27.10 拉曼放大和拉曼激光器 622 小结 627 习题 628 第28章 光纤光学Ⅰ: 基于射线光学的基本概念 630 28.1 引言 631 28.2 一些历史评述 632 28.3 全反射 635 28.4 光纤 636 28.5 为什么是玻璃纤维 639 28.6 相干光纤束 640 28.7 数值孔径 641 28.8 光纤的损耗 642 28.9 多模光纤 645 28.10 多模光纤中的脉冲色散 647 28.11 色散和最大比特率的关系 651 28.12 折射率幂率分布的多模光纤模间色散的通用表示 653 光学(第6 版) 20 28.13 塑料光纤 654 28.14 光纤传感器 654 习题 658 第29章 光纤光学Ⅱ: 波导的基本理论与模式的概念 661 29.1 引言 661 29.2 对称平板阶跃波导的TE模式 662 29.3 理解模式的物理意义 668 29.4 对称阶跃型平板波导的TM 模式 670 29.5 折射率分布为抛物线型的平板波导中的TE模式 671 29.6 波导理论和量子力学的类比 673 习题 676 第30章 光纤光学Ⅲ: 单模光纤 678 30.1 引言 678 30.2 基本方程 678 30.3 阶跃折射率光纤中的导模 681 30.4 单模光纤 685 30.5 单模光纤中的脉冲色散 688 30.6 色散补偿光纤 691 30.7 近期的光纤通信系统 694 习题 696 第八部分 狭义相对论 第31章 狭义相对论Ⅰ: 时间膨胀和长度收缩 701 31.1 引言 701 31.2 运动观察者观测到的光速 703 31.3 时间的膨胀 703 31.4 μ介子实验 705 31.5 长度的收缩 707 31.6 以长度收缩的角度理解μ介子实验 708 31.7 运动列车的长度收缩 709 31.8 两事件的同时性 710 31.9 双生子佯谬 711 31.10 迈克耳孙-莫雷实验 714 31.11 简要的历史评述 717 21 习题 718 第32章 狭义相对论Ⅱ: 质能关系 720 32.1 引言 720 32.2 质能关系 720 32.3 多普勒频移 724 习题 726 第33章 狭义相对论Ⅲ: 洛伦兹变换 727 33.1 引言 727 33.2 洛伦兹变换 727 33.3 速度变换(速度相加规则) 730 33.4 动量矢量分量的变换规则 732 33.5 纵向和横向的多普勒频移 733 习题 734 参考文献与推荐读物 735 附录A 伽马函数和与高斯函数相关的积分 744 附录B 关于积分∫∞ -∞ singx x dx 746 附录C 光纤布拉格光栅的反射率 747 附录D 高斯光束的衍射 749 附录E 衍射积分公式的简单推导 751 附录F 薛定谔方程的启发性推导以及方程的解 753 附录G 平板波导中的TE模式与TM 模式 755 附录H 抛物线型折射率波导中的模式解 757 |
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