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绪论1

第1章 光的电磁理论5

1.1 光波的性质5

1.1.1 麦克斯韦方程组5

1.1.2 物质方程7

1.1.3 电磁场的波动性8

1.1.4 平面电磁波12

1.1.5 其他形式的光波18

1.2 光波的叠加与分析21

1.2.1 两个频率相同、振动方向相同的单色平面光波的叠加21

1.2.2 两个振动方向相同、频率不同的单色平面光波的叠加24

1.2.3 两个频率相同、振动方向互相垂直的光波的叠加28

1.3 光波在介质界面上的反射和折射35

1.3.1 电磁场的边值关系35

1.3.2 反射定律和折射定律37

1.3.3 菲涅耳公式38

1.3.4 反射率和透射率41

1.3.5 反射和折射的相位特性43

1.3.6 反射和折射的偏振特性45

1.3.7 全反射47

习题51

第2章 光的干涉55

2.1 光波干涉的实现55

2.1.1 产生干涉的条件55

2.1.2 实现光束干涉的基本方法58

2.2 双光束干涉59

2.2.1 杨氏双缝干涉59

2.2.2 分波面干涉的其他实验装置61

2.2.3 平行平板产生的干涉63

2.2.4 楔形平板产生的干涉——等厚干涉66

2.2.5 牛顿环的等厚干涉68

2.3 平行平板的多光束干涉69

2.3.1 干涉场的强度公式69

2.3.2 多光束干涉图样的特点71

2.4 光学薄膜的多光束干涉74

2.4.1 单层介质膜75

2.4.2 多层膜78

2.5 典型干涉仪85

2.5.1 迈克尔逊干涉仪85

2.5.2 马赫-泽德干涉仪88

2.5.3 萨格纳克干涉仪89

2.5.4 法布里-珀罗干涉仪90

2.6 光的相干性96

2.6.1 光的干涉特性96

2.6.2 干涉的定域性101

2.6.3 相干性的定量描述102

习题103

第3章 光的衍射108

3.1 惠更斯-菲涅耳原理109

3.1.1 惠更斯原理109

3.1.2 惠更斯-菲涅耳原理109

3.2 基尔霍夫衍射公式110

3.2.1 基尔霍夫积分定理110

3.2.2 菲涅耳-基尔霍夫衍射公式111

3.2.3 基尔霍夫衍射公式的近似114

3.3 夫琅禾费衍射116

3.3.1 夫琅禾费衍射装置116

3.3.2 夫琅禾费矩形孔和单缝衍射117

3.3.3 夫琅禾费圆孔衍射121

3.3.4 光学成像系统的分辨本领（分辨率）124

3.3.5 夫琅禾费双缝和多缝干涉127

3.3.6 衍射光栅132

3.3.7 闪耀光栅136

3.3.8 正弦振幅光栅138

3.3.9 三维光栅139

3.3.10 光纤光栅141

3.4 菲涅耳衍射142

3.4.1 圆孔和圆屏的菲涅耳衍射142

3.4.2 菲涅耳直边衍射150

3.4.3 菲涅耳单缝衍射152

习题153

第4章 晶体光学基础157

4.1 双折射157

4.1.1 双折射现象和基本规律157

4.1.2 晶体的各向异性及介电张量159

4.2 单色平面波在晶体中的传播160

4.2.1 晶体中单色平面波的各矢量关系160

4.2.2 晶体中光波传输的基本方程162

4.2.3 菲涅耳方程163

4.2.4 光在单轴晶体中的传播163

4.3 光在晶体中传播规律的图形表示166

4.3.1 折射率椭球167

4.3.2 折射率曲面和波矢曲面172

4.3.3 波法线曲面174

4.3.4 光线曲面176

4.4 平面光波在晶体界面上的反射和折射177

4.4.1 光在晶体界面上的双反射和双折射现象177

4.4.2 斯涅耳作图法178

4.4.3 惠更斯作图法179

4.5 晶体光学元件181

4.5.1 晶体偏振器181

4.5.2 波片和补偿器185

4.6 晶体的偏光干涉188

4.6.1 平行光的偏光干涉189

4.6.2 会聚光的偏光干涉192

4.7 晶体的电光效应196

4.7.1 晶体的线性电光效应197

4.7.2 晶体的二次电光效应——克尔效应207

4.7.3 电光效应的应用208

4.8 晶体的旋光效应与法拉第效应210

4.8.1 晶体的旋光效应210

4.8.2 法拉第效应213

习题214

第5章 光的吸收、色散和散射219

5.1 光的吸收219

5.1.1 光吸收定律219

5.1.2 吸收与波长的关系220

5.1.3 吸收光谱220

5.2 光的色散221

5.2.1 色散率222

5.2.2 正常色散与反常色散222

5.3 光的散射224

5.3.1 光的散射现象224

5.3.2 瑞利散射225

5.3.3 米氏散射226

5.3.4 分子散射227

5.3.5 喇曼散射227

习题229

习题答案231

参考文献236