物理光学

本书从光是可见的电磁波、具有波粒二象性的角度出发，讲述了物理光学的基本概念、原理、主要现象及应用。全书内容共6章，靠前~5章主要阐述光的波动性的相关知识，包括光的电磁波本性、光的反射、折射、光波的叠加和分解、光波的干涉和衍射等方面的知识，涉及光的电磁波理论、典型光波、光的相速度、横波性、偏振性、坡印亭定律、光强、光照度、光的折射和反射定律、菲涅耳公式、全反射、光的吸收、散射和光在媒质中的色散； 双折射、光轴、晶体的光学分类、k和S的分离、光线速度、光线折射率、菲涅耳方程、折射率椭球、折射率曲面(波矢面)、菲涅耳椭球、射线曲面、晶体表面光反射和折射； 光行波、光驻波、椭圆(圆)偏振光等光叠加后光场的特性、偏振光的产生和检验、偏振元器件、拍频光波、群速度和光波的傅里叶分析； 光干涉的基本理论、分波面双光束杨氏干涉、分振幅双光束、多光束干涉及光学薄膜干涉、海定格干涉仪、迈克尔逊干涉仪和法布里珀涉仪及其变型和应用； 衍射的基本理论、菲涅耳衍射、夫琅和费衍射、衍射光栅等。第6章针对光的粒子性介绍了黑体辐射、光电效应、光压、康普顿效应、氢光谱及原子光发射和吸收等涉及光的量子性的基础研究，同时也介绍了激光领域涉及光的量子性的基础知识。
本书各章配有丰富的例题和思考与练习题，并配套了教学课件。本书适合作为普通高等院校光电信息类专业的本科生及研究生教材，也可作为相关行业工程技术人员的参考用书。

第1章光的电磁理论
1.1麦克斯韦电磁场理论与电磁光波
1.1.1麦克斯韦方程组
1.1.2物质方程
1.1.3电磁场波动性
1.1.4电磁波谱和折射率
1.1.5光的色散
1.1.6边值关系
1.2典型光波
1.2.1平面光波
1.2.2球面光波
1.2.3柱面光波
1.2.4高斯光波
1.3平面光波的性质及相关知识
1.3.1简谐平面电磁波的性质
1.3.2坡印亭矢量和坡印亭定律
1.3.3光强I
1.3.4辐照度L
1.4折射和反射定律、菲涅耳公式
1.4.1折射和反射定律
1.4.2菲涅耳公式
1.4.3根据菲涅耳公式讨论反射波和透射波的性质
1.5全反射
1.5.1临界角θc之下
1.5.2临界角θc之上
1.6金属中的光波和金属表面的折反射
1.6.1良导体的条件、电导率σ不等于零时的波动方程
1.6.2金属中的简谐平面光波
1.6.3电磁波在金属表面的折、反射
1.7光的吸收和散射
1.7.1光的吸收
1.7.2光的散射
名人简介：麦克斯韦
名人简介：菲涅耳
例题
思考题与习题
第2章光波在各向异性光学媒质中的传播
2.1晶体媒质的双折射和各向异性
2.1.1双折射
2.1.2光是横波的证明
2.1.3媒质的各向异性
2.1.4张量的基础知识
2.1.5晶体的介电张量
2.2理想单色平面光波在晶体中传播的解析法描述
2.2.1单色线偏振平面光波的振动方向
2.2.2波法线菲涅耳方程
2.2.3单轴晶体的双折射的再讨论
2.2.4单轴晶体中寻常光和非常光的振动方向
2.2.5双轴晶体的双折射的讨论
2.2.6光线菲涅耳方程
2.3光在晶体中传播的几何方法描述
2.3.1折射率椭球（光率体）
2.3.2折射率曲面和波矢曲面
2.3.3菲涅耳椭球
2.3.4射线曲面
2.4平面光波在晶体界面上的反射和折射
2.4.1反射和折射定律
2.4.2光在晶体界面上反射和折射方向的几何作图法描述
2.5感生双折射
2.5.1应力双折射——光弹性效应
2.5.2电致双折射——电光效应
2.5.3磁光效应
例题
思考题与习题
第3章光波的叠加和分析
3.1波的独立传播和叠加原理
3.1.1标量波和矢量波
3.1.2波的独立传播原理
3.1.3光波的叠加原理和线性媒质
3.2两束同频振动方向平行的标量波的叠加
3.2.1同向传播的平面光波的叠加
3.2.2同向传播的平面光波的叠加——驻波及其实验
3.2.3任意方向传播的平面光波的叠加
3.3两束同频振动方向垂直的标量波的叠加
3.3.1椭圆偏振光的产生
3.3.2偏振态的表示法
3.4偏振光的产生和检测、偏振元器件及其琼斯矩阵
3.4.1线偏振光的产生
3.4.2线偏振光的检验
3.4.3椭圆（圆）偏振光的产生
3.4.4椭圆（圆）偏振光的检验
3.4.5偏振器件的琼斯矩阵表示
3.5不同频率的两个平面单色波的叠加
3.5.1拍频现象
3.5.2拍频现象的应用
3.5.3群速度
3.6光波的分析
3.6.1周期性光波的分析
3.6.2波群的分析
3.6.3光波的傅里叶分析
3.7旋光线偏振光的分解
3.7.1自然旋光
3.7.2人工旋光
名人简介：李普曼
名人简介：阿喇果
例题
思考题与习题
第4章光的干涉
4.1两束单色光的干涉
4.1.1概述
4.1.2两束平面光波的干涉
4.1.3两束球面光波的干涉
4.2杨氏分波面干涉
4.2.1杨氏干涉
4.2.2杨氏干涉的改良——菲涅耳型干涉
4.2.3瑞利干涉仪
4.3分振幅双光束干涉
4.3.1定域性
4.3.2平行平板产生的干涉——等倾干涉及其应用
4.3.3楔形平板产生的干涉——等厚干涉及其应用
4.3.4双臂式分振幅干涉装置
4.4多光束干涉
4.4.1平行平板产生的多光束干涉
4.4.2法布里珀涉仪及其应用
4.5光学薄膜干涉
4.5.1单层膜的分光特性
4.5.2多层膜分光特性的递推法计算
4.6光波的相干性
4.6.1时间相干性
4.6.2空间相干性
4.6.3迈克尔逊天体干涉仪
4.7偏振光的干涉
4.7.1平行偏振光的干涉
4.7.2会聚光的偏光干涉
名人简介：托马斯·杨
名人简介：迈克尔逊
名人简介：法布里
例题
思考题与习题
第5章光的衍射
5.1光衍射基本理论
5.1.1惠更斯—菲涅耳原理
5.1.2菲涅耳—基尔霍夫衍射公式
5.1.3菲涅耳—基尔霍夫衍射公式近似
5.2菲涅耳衍射
5.2.1菲涅耳半波带法
5.2.2菲涅耳波带板
5.2.3菲涅耳积分法
5.2.4菲涅耳衍射与分数傅里叶变换
5.3夫琅和费衍射
5.3.1衍射的观察
5.3.2夫琅和费衍射的傅里叶变换处理
5.3.3单缝的夫琅和费衍射
5.3.4直边的夫琅和费衍射
5.3.5矩孔的夫琅和费衍射
5.3.6矩孔二值位相物体的衍射
5.3.7圆孔的夫琅和费衍射
4.3.8夫琅和费衍射中的Babinet互补规律
5.3.9随机颗粒的夫琅和费衍射
5.3.10衍射图形与光波所受的限制之间的关系
5.4多缝夫琅和费衍射及衍射光栅
5.4.1双缝夫琅和费衍射
5.4.2多缝夫琅和费衍射
5.4.3衍射光栅
5.5几种光栅
5.6严格耦合波分析方法
名人简介：惠更斯
名人简介：夫琅和费
例题
思考题与习题
……
第6章光的量子性
附录A常用非初等函数
附录B贝塞尔函数
附录C傅里叶变换
参考文献