光学(下册)
1997-12
复旦大学出版社
潘笃武
内容提要
本书是《普通物理学教程丛书》中的一种，是作者们在复
旦大学物理系讲授光学课程的讲义基础上修改、发展而成。本
书以物理光学为重点，在阐明传统的经典光学的基本概念的
基础上，将光学学科的新发展和经典光学的内容结合起来，介
绍了光学中的新观念、新思想，并注重光学与物理学其他领域
以及高新技术的联系。
全书分上、下两册。上册内容有：光的本性、干涉和衍射、
几何光学；下册内容有：傅里叶光学、光的吸收和发射、光的色
散和散射、光在晶体中的传播、非线性光学、光的统计性质。
本书可作为高等院校物理类各专业光学课程的教科书或
教学参考书，也可供其他有关专业作为参考书。
目 录
（下 册）
第七章 傅里叶光学和全息照相
7.1光栅衍射和空间频谱
7.2一些图形的傅里叶变换
一 点 光 源
二 实函数频谱的对称性
三 位 移
四 相 似 性
五 转 动
六 线性叠加和干涉
七 正弦光栅
7.3空间频率概念的进一步讨论
一 空间频率和波矢
二 波面分解
三 衰逝 波
7.4卷积和光栅
一 一维光栅
二 二维光栅
三、X光在晶体上的衍射
7.5相干光图像处理
一 实验装置
二 低通滤波
三 倍 频
四 直流成分
五 方向滤波
六 采 样
七 位相滤波
7.6振幅传递函数
一 线性系统
二 传递函数
三 光学系统的振幅传递函数
四 阿贝成像理论
五 图像消模糊
7.7光学传递函数
7.8全息照相
一 伽伯的共轴全息照相
二 利思－乌帕特尼克斯离轴全息照相
三 全息图的特点
四 李普曼天然彩色照相
五 捷尼舒克体全息
思考题和习题
参考读物
第八章 光的发射和吸收
8.1光的发射
一 发光的经典振子模型
二 加速运动的电荷发射电磁波
三 轫致辐射
四 同步辐射
8.2光的吸收
一 朗伯定律
二 负吸收
8.3黑体辐射
一 热辐射的基尔霍夫定律
二 绝对黑体和它的辐射规律
三 空腔内的驻波模式和能量密度
四 能量量子化和光子
五 黑体辐射公式
六 宇宙中的3K辐射背景
七 光测高温学
8.4受激发射
一 爱因斯坦系数
二 布居数反转
三 激光模式
8.5几种常见激光器的机理
一 氨分子激射器
二 氦－氖激光器
三 氩离子激光器
四 红宝石激光器
五 激光使用安全常识
思考题和习题
参考读物
第九章 光的色散和散射
9.1色 散
一 色散现象
二 三棱镜的色散
三 三棱镜的色散率和分辨率
9.2色散的经典理论
一 电偶极子的受迫振动
二 气体的折射率和色散
三 稠密电介质的折射率
四 有多个固有频率的偶极子系统以及经典物理学的困难
五 折射率和相干散射
9.3光学材料
9.4光在导体中的传播
一 复介电常数
二 导体中电磁波的传播和吸收
三 导体中光波的相速度和位相关系
四 金属的传导电子模型
五 光在金属表面上的反射
9.5瑞利散射
一 光的散射
二 瑞利散射的偶极子受迫振动模型
三 瑞利散射光的偏振状态
四 米氏散射
9.6光在自由电子上的散射
一 日冕和电子对光的散射
二 散射截面
9.7喇曼散射
一 喇曼光谱
二 喇曼散射的经典理论
三 喇曼散射的量子理论简介
四 受激喇曼散射
思考题和习题
参考读物
第十章 光在各向异性介质中的传播
10.1自然光和线偏振光
一 自然光和偏振光
二 线偏振光的获得和检验
三 马吕定律
四 消光比
五 线偏振光和偏振元件的琼斯表示法
10.2双折射
一 双折射现象
二 双折射晶体中的波面
三 光波在双折射晶体中的传播
四 主截 面
五 双折射晶体结构的不对称振子模型、二向色性
10.3偏振光晶体器件
一 尼科耳棱镜
二 格兰－汤普森棱镜和格兰－傅科棱镜
三 渥拉斯顿棱镜
四 波 片
10.4椭圆偏振光
一 椭圆偏振光的数学表示
二 椭圆偏振光的获得
三 圆偏振光
四 偏振光的完备表示
五 光子角动量
10.5两偏振片之间放一片晶体发生的光学现象
一 透振方向正交的两偏振片间放晶体
二 透振方向平行的偏振片间放晶体
三 白光入射
四 应力双折射
五 会聚光通过晶体的情形
10.6电磁波在各向异性介质中的传播
一 介电常数张量和电极化率张量
二 光波在各向异性介质中的传播
三 关于各向异性介质中光传播速度的菲涅耳公式
四 确定各向异性介质中光速和光振动方向的几何方法
五 单轴晶体和双轴晶体中的波面
思考题和习题
参考读物
第十一章 非线性光学
11.1非线性折射率和自聚焦
一 非线性折射率
二 自聚焦现象
三 自聚焦的理论简介
11.2光波导中的孤子
11.3光学双稳态
一 光学双稳态原理
二 光学双稳态器件和光计算机
11.4非线性电极化强度
一 非线性振子模型和电极化强度
二 不同频率的光波同时入射
三 电极化强度张量
11.5旋 光
一 旋光现象
二 旋光的菲涅耳唯象理论
三 旋光和石英晶体的结构
四 自然界中的对称性
五 旋光的理论解释
11.6泡克耳斯效应
一 泡克耳斯盒
二 泡克耳斯效应的简单理论
11.7克尔效应
11.8法拉第磁光效应
一 磁致旋光
二 磁致旋光的经典解释
三 磁致旋光的应用
11.9光学位相共轭
一 位相共轭波
二 四波混频和位相共轭
三 受激布里渊散射和位相共轭
四 光学位相共轭的特点和应用
思考题和习题
参考读物
第十二章 非简谐波和光的统计性质
12.1不同频率波的叠加
一 两列不同频率波的叠加
二 群速度
三 非简谐波的频率谱
四 关于傅里叶分析的讨论
12.2波包和测不准关系
一 波 包
二 群速度
三 测不准关系
12.3波的调制
12.4色散关系
一 经典色散关系
二 德布罗意波的色散关系
12.5光谱线展宽
一 光谱线的自然展宽
二 碰撞展宽
三 多普勒展宽
12.6光场辐照度起伏的分布函数
一 线偏振光的辐照度
二 非偏振光的辐照度
12.7光的相干性
一 相关函数
二 复相干度
12.8时间相干性和光谱线轮廓的测量
一 时间相干性
二 光谱线轮廓
三 相干长度和谱线宽度
四 傅里叶变换光谱仪
12.9空间相干性
一 光源宽度和空间相干性
二 迈克耳孙星体干涉仪
12.10光的强度相关
思考题和习题
参考读物
附 录
A傅里叶积分和傅里叶变换
B几个广义函数
C张 量
习题答案
