中国科学技术大学精品教材“十一五”国家重点图书：高等物理光学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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羊国光，宋菲君 著

图书标签:

• 高等物理
• 光学
• 物理学
• 大学教材
• 中国科学技术大学
• 精品教材
• 十一五
• 国家重点图书
• 电磁理论
• 波动光学

出版社： 中国科学技术大学出版社

ISBN：9787312021756

版次：2

商品编码：10160487

包装：平装

开本：16开

出版时间：2008-09-01

用纸：胶版纸

页数：374

字数：459000

正文语种：中文

编辑推荐

　　的主要读者对象是需要掌握物理光学理论的研究生，经摘选后本书可用作大学高年级有关课程的教材，也可供科技工作者参考。

内容简介

　　本书以现代光学的基本观念和处理方法来讨论传统的物理光学现象，并用傅里叶光学的基本概念贯穿全书，本书共分十三章，内容涉及光的干涉、衍射、偏振，部分相干性理论，光的偏振，晶体光学，导波光学和高斯光学，在衍射理论方面，对菲涅耳与夫琅和费衍射作了较详细的讨论，并对近年来新出现的无衍射光束作了介绍，本书对晶体光学的理论以及电光、磁光和声光效应作了较为深入的分析。还对应用广泛的导波光学和高斯光束光学的理论基础作了较详细的讨论。
　　“高等物理光学”是综合性和工业性大学近代光学、激光、光电子学、信息光学和工程光学等专业研究生和大学高年级学生的必修课程。本书的主要读者对象是需要掌握物理光学理论的研究生，经摘选后本书可用作大学高年级有关课程的教材，也可供科技工作者参考。

内页插图

目录

总序
修订版前言
作者的话
第1章 光波和光子以及光场的表示
1.1 光的波动性描述——麦克斯韦方程及标量波
1.2 平面波、球面波和圆柱面波
1.3 相速度和群速度
1.4 光的光子本性

第2章 光场的傅里叶分析
2.1 傅里叶变换
2.2 时间信号的傅里叶分析
2.3 二维傅里叶变换和空间频率
2.4 平面波的角谱
2.5 消逝波

第3章 干涉理论基础
3.1 两个单色波的干涉
3.2 多色光的干涉
3.3 扩展光源的干涉
3.4 干涉条纹的定域
3.5 相干条件

第4章 标量衍射理论
4.1 引言
4.2 平面波角谱的衍射理论
4.3 稳相法和最快速下降法
4.4 由基于平面波的衍射积分推导基于球面波的基尔霍夫衍射积分
4.5 巴比涅原理
4.6 菲涅耳近似与夫琅和费近似

第5章 夫琅和费衍射
5.1 透镜的位相变换与夫琅和费衍射的观察
5.2 矩孔和圆孔的夫琅和费衍射
5.3 其他形状孔的衍射
5.4 双缝和多缝的夫琅和费衍射
5.5 光栅的夫琅和费衍射

第6章 菲涅耳衍射
6.1 菲涅耳近似下角谱的传播和菲涅耳积分
6.2 矩孔的菲涅耳衍射
6.3 光栅的菲涅耳衍射
6.4 Talbot效应——周期图形的菲涅耳衍射
6.5 圆孔的菲涅耳衍射

第7章 衍射特论
7.1 光学成像系统的频谱分析
7.2 光学成像系统的分辨率
7.3 焦点附近的光场分布
7.4 无衍射光束——Bessel光束
7.5 全息照相术

第8章 部分相干光理论
8.1 相干性的基本概念
8.2 多色场的解析信号表示
8.3 互相干函数
8.4 互相干函数的极限形式
8.5 时间相干性
8.6 互相干函数的传播
8.7 空间相干性和范西特～泽尼克定理
8.8 部分相干光照明的孔径的衍射
8.9 部分相干光的成像

第9章 光的偏振效应和琼斯矩阵表示
9.1 光波偏振态的琼斯矩阵表示
9.2 基本偏振器件的变换矩阵
9.3 折射、反射的偏振效应和相位异常
9.4 散射的偏振效应
9.5 准单色光的偏振效应

第10章 晶体光学
10.1 介电张量
10.2 平面波在晶体中的传播
10.3 折射率椭球和晶体偏振化空间
10.4 光波在单轴晶体中的传播
10.5 双折射现象
10.6 光学活性(自然旋光性)

第11章 光波的调制
11.1 泡克耳斯效应(线性电光效应)和电光调制
11.2 克尔效应(二次电光效应)
11.3 法拉第效应(磁光效应)
11.4 声光效应
11.5 布拉格衍射的耦合模解

第12章 导波光学
12.1 引言
12.2 光线光学近似和全反射相移修正
12.3 平面光波导的电磁理论
12.4 矩形光波导
12.5 用耦合模方法求解波导间的相互作用
12.6 光波在光纤中的传播
12.7 弱导引近似和线偏振模(LP模)
12.8 渐折射率分布平面波导

第13章 高斯光束光学
13.1 光束的概念
13.2 广义测不准关系和空间带宽积
13.3 波动方程的近轴解和高斯光束的特性
13.4 高斯光束通过透镜系统的变换
13.5 模式匹配和几何光学近似
13.6 厄米一高斯光束
附录A13 高斯光束基模表达式的推导

前言/序言

　　2008年是中国科学技术大学建校五十周年。为了反映五十年来办学理念和特色，集中展示教材建设的成果，学校决定组织编写出版代表中国科学技术大学教学水平的精品教材系列。在各方的共同努力下，共组织选题281种，经过多轮、严格的评审，最后确定50种入选精品教材系列。
　　1958年学校成立之时，教员大部分都来自中国科学院的各个研究所。作为各个研究所的科研人员，他们到学校后保持了教学的同时又作研究的传统。同时，根据“全院办校，所系结合”的原则，科学院各个研究所在科研第一线工作的杰出科学家也参与学校的教学，为本科生授课，将最新的科研成果融入到教学中。五十年来，外界环境和内在条件都发生了很大变化，但学校以教学为主、教学与科研相结合的方针没有变。正因为坚持了科学与技术相结合、理论与实践相结合、教学与科研相结合的方针，并形成了优良的传统，才培养出了一批又一批高质量的人才。
　　学校非常重视基础课和专业基础课教学的传统，也是她特别成功的原因之一。当今社会，科技发展突飞猛进、科技成果日新月异，没有扎实的基础知识，很难在科学技术研究中作出重大贡献。建校之初，华罗庚、吴有训、严济慈等老一辈科学家、教育家就身体力行，亲自为本科生讲授基础课。他们以渊博的学识、精湛的讲课艺术、高尚的师德，带出一批又一批杰出的年轻教员，培养了一届又一届优秀学生。这次入选校庆精品教材的绝大部分是本科生基础课或专业基础课的教材，其作者大多直接或间接受到过这些老一辈科学家、教育家的教诲和影响，因此在教材中也贯穿着这些先辈的教育教学理念与科学探索精神。

《光学：基础与前沿》 本书致力于系统而深入地阐述光学领域的经典理论与最新发展。从光的波动性与粒子性的基本概念出发，逐步深入到几何光学、波动光学、衍射、干涉等核心内容，为读者构建起坚实的理论基础。 第一部分：光学基础 光的本性： 探讨光的波粒二象性，从早期关于光是粒子还是波的争论，到量子力学的出现如何统一二者，解释光电效应、康普顿散射等实验现象。 几何光学： 详细介绍光的直线传播、反射和折射定律，探讨成像原理、透镜和反射镜的成像特性，以及各类光学仪器的基本组成和工作原理，如照相机、显微镜、望远镜等。 波动光学： 深入讲解惠更斯原理，阐述光的衍射和干涉现象，包括杨氏双缝干涉、菲涅尔衍射、夫琅禾费衍射等，并介绍利用这些原理实现的技术，如全息术。 偏振： 介绍光的偏振现象，包括线偏振、圆偏振、椭圆偏振，以及偏振的产生和检测方法，如马吕斯定律、布儒斯特角，并探讨其在液晶显示、偏光太阳镜等领域的应用。 第二部分：高级光学理论 电磁理论与光的传播： 将光学置于电磁学的框架下，阐述麦克斯韦方程组如何描述光的电磁波性质，讲解光在不同介质中的传播速度、折射率的电磁学解释，以及色散现象。 光的吸收、散射与发光： 探讨物质与光的相互作用，包括光的吸收光谱、散射原理（如瑞利散射、米氏散射）及其在天空颜色、粒子探测中的应用。介绍不同发光机制，如荧光、磷光、激光等。 多普勒效应与光谱学： 详细解释光的多普勒效应，以及它在天文学（测量星体运动）、医学（血流速度测量）等领域的应用。深入介绍光谱分析的基本原理、仪器类型以及在物质成分分析中的重要作用。 第三部分：现代光学与前沿技术 激光： 详细阐述激光的产生原理（受激辐射）、激光器的工作模式、激光的相干性、单色性和方向性等特性。介绍各种类型的激光器及其在工业加工、医疗、通信、科研等领域的广泛应用。 非线性光学： 介绍当光强足够大时，介质的光学性质会发生非线性变化，由此产生的二次谐波产生、参量放大等现象，以及其在光通信、光学计算等方面的潜在应用。 光子学与量子光学： 探索光的量子特性，介绍光子的概念、量子纠缠、量子态等。阐述光子晶体、光子集成电路等前沿技术，展望其在量子计算、量子通信等颠覆性技术中的作用。 光学成像与计算光学： 探讨先进的光学成像技术，如相干成像、计算成像、显微成像技术（共聚焦显微镜、扫描电子显微镜等）。介绍如何利用计算方法来克服传统光学成像的限制，提升分辨率和功能。 光与物质相互作用的精密测量： 涵盖利用光学手段进行高精度测量的技术，例如干涉测量、光镊技术、表面等离子体共振（SPR）等，及其在物理、化学、生物、材料科学等领域的研究应用。 本书旨在为物理学、光学工程、电子工程、材料科学等专业的学生和研究人员提供一套全面、深入的学习资源，帮助读者掌握光学领域的核心知识，并了解其在现代科技发展中的重要地位和广阔前景。通过理论讲解、公式推导、案例分析和前沿介绍相结合的方式，力求使读者在掌握理论的同时，也能感受到光学世界的无穷魅力和无限可能。

评分☆☆☆☆☆

我当初选择这本书，很大程度上是因为它被冠以“十一五”国家重点图书的荣誉，而且是来自中国科学技术大学这样一个享有盛誉的学府。这意味着它在学术上的严谨性和内容的权威性上，是有保障的。我一直认为，物理光学是连接宏观世界和微观粒子世界的重要桥梁，对于理解许多现代科学技术，如激光、光纤通信、信息技术等，都至关重要。我希望这本书能够系统、深入地介绍物理光学的基础理论，例如光的传播规律、干涉和衍射的形成机理、以及光的偏振特性等。我尤其关注书中对于这些概念的数学推导和物理解释，希望能做到清晰易懂，并且能够帮助我建立起完整的知识体系。同时，我也期待书中能够包含一些具有启发性的思考题或者实验设计，能够引导我去主动思考，去探索更深层次的物理原理，从而提升我的科学探究能力。

评分☆☆☆☆☆

我拿到这本书，首先感受到的是它厚重的分量，这不仅仅是纸张的重量，更是知识的厚度。物理光学，作为一个既经典又充满活力的学科，一直是我非常感兴趣的研究方向。我希望这本书能够提供一个全面且深入的视角，来理解光的本质以及光的传播、干涉、衍射、偏振等现象。我期待书中能够清晰地阐述麦克斯韦方程组在光学中的应用，以及光波的电磁本性。同时，我也希望书中能够详细讲解惠更斯-菲涅尔原理，并且能够通过具体的例子来展示它在解释衍射现象中的作用。我尤其关注书中对光学仪器原理的介绍，例如望远镜、显微镜等，这些仪器是如何利用物理光学的原理来工作的？它们在科学研究和生产实践中发挥着怎样的作用？我希望这本书能够将理论知识与实际应用紧密结合，让我能够更直观地理解物理光学在现实世界中的重要性。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对光学前沿技术充满兴趣的旁观者，我深知扎实的理论基础是理解和创新一切技术的前提。这本书的出现，对于那些希望深入了解物理光学，进而探索相关前沿领域（例如量子光学、非线性光学等）的读者来说，无疑是一份宝贵的财富。我期待书中能够详细介绍诸如光的相干性、光的散射、多普勒效应等概念，这些都是理解更复杂的物理光学现象的基础。我尤其关注书中是否能够提供一些与现代光学技术紧密相关的案例分析，比如激光的产生原理，它的高方向性、高单色性和高相干性是如何通过物理光学的原理得以实现的？或者，光学衍射在微纳光学器件制造中的作用，如何利用光的衍射特性来设计和制作具有特殊功能的微结构？这些具体而生动的例子，能够极大地增强教材的吸引力和实用性。我希望这本书能够通过清晰的语言和深入的分析，将那些晦涩难懂的物理概念变得易于理解，并且能够引导读者认识到物理光学理论是如何支撑起现代光学科学和技术的飞速发展的，从而激发我进一步探索的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

在接触到这本书之前，我对物理光学的理解主要停留在一些零散的知识点上，缺乏一个系统的框架。物理光学，作为连接经典电磁学和近代物理的重要桥梁，其理论的重要性不言而喻。我希望这本书能够提供一个清晰而完整的知识体系，帮助我构建起对物理光学更深刻的认识。我特别期待书中能够详细阐述光波的传播特性，包括相干性、单色性等概念，以及它们在光学现象中所扮演的角色。例如，干涉现象的产生，离不开光源的相干性，而衍射现象的普遍存在，则说明了光波的波动性。我希望这本书能够通过严谨的数学推导和直观的物理图像，解释这些现象的发生机制，并探讨其规律。此外，我也关注书中对偏振的讲解，因为偏振在许多现代科技领域都有着广泛的应用，例如液晶显示、光学仪器等。我希望这本书能够清晰地讲解偏振的产生、测量和控制方法，帮助我理解这些技术背后的物理原理，从而更好地认识光学的魅力。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对科学理论的严谨性有着较高要求的学习者，我之所以选择这本书，是因为它来自中国科学技术大学，而且是“十一五”国家重点图书。这足以说明其内容的权威性和学术价值。我一直认为，物理光学是理解许多现代科技的基础，例如激光、光通信、光学成像等。我希望这本书能够系统、深入地阐述物理光学的核心概念，包括光的本性、光的传播、光的干涉、衍射、偏振等。我尤其关注书中对这些概念的数学表述和物理解释，希望它能够做到既严谨又清晰，能够帮助我透彻理解这些概念背后的物理意义。同时，我也期待书中能够提供一些与实际应用相关的例子，来印证理论的有效性，例如，如何利用干涉原理制作光学仪器，或者如何利用衍射实现信息存储等。这样，我不仅能学到理论知识，更能看到理论的实际价值，从而更深入地理解物理光学这门学科。

评分☆☆☆☆☆

我拿到这本书，主要看中的是其“中国科学技术大学精品教材”的标签，这几个字本身就代表着一种品质的保证。我一直认为，国内顶尖高校的教材，往往在体系的完整性、内容的深度以及教学方法的创新性上，都有着独到之处。物理光学，作为一个经典而又充满活力的学科，其基本原理的理解对于任何想要在物理领域深耕的学子而言，都至关重要。我希望这本书能够系统地梳理物理光学的核心内容，从光的本性探讨开始，逐步深入到波动光学、几何光学，再到更复杂的衍射、干涉、偏振等现象。我特别关注书中对这些现象的数学描述，希望它能够清晰地展示物理规律背后的数学语言，并且能够提供一些例题来巩固和加深理解。同时，我也期待书中能够包含一些关于光学测量方法和仪器原理的介绍，因为这些是物理光学理论走向实际应用的关键环节。一个好的教材，应该能够让读者在掌握理论的同时，也能对实际应用有一个初步的认识，从而更好地理解理论的意义和价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书，从我第一眼看到它的封面，就有一种莫名的亲近感，因为它标题中的“高等”二字，以及“精品教材”的字样，都预示着它将是一本内容扎实、体系完整的著作。我一直对物理世界的奥秘着迷，而光，作为最基本的物理现象之一，其背后蕴含的深刻道理，一直是我探索的重点。物理光学，作为研究光的传播、干涉、衍射、偏振等现象的学科，更是理解光本质的关键。我希望这本书能够带领我深入探索这些奥秘，它能否清晰地解释光的波动性和粒子性之间的辩证关系？能否详细阐述惠更斯原理和菲涅尔衍射的数学模型，并解释它们在解释光传播现象时的局限性？我尤其期待书中能够深入讲解光的干涉和衍射现象，不仅是其基本原理，更希望它能涉及一些更复杂的应用，例如利用干涉和衍射原理实现高分辨率成像，或者在微纳光学领域的设计。这些深入的内容，将有助于我构建起一个更全面、更深刻的物理光学认知体系。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，恰逢我最近在思考关于光与物质相互作用的更深层次问题。在日常生活中，我们早已习惯了光的便利，但对于其本质的理解，却往往停留在表面。物理光学，作为连接微观粒子行为与宏观光学现象的桥梁，其重要性不言而喻。我一直认为，优秀的教材不仅要传授知识，更要培养一种科学思维模式。我希望这本书能够通过其严谨的逻辑结构和深刻的理论分析，帮助我建立起一套完整的物理光学知识体系。例如，关于光的干涉和衍射现象，虽然在大学物理中有初步介绍，但我总觉得不够深入，无法完全理解其背后精妙的物理机制。我期待这本书能够详细阐述惠更斯原理、夫琅禾费衍射、菲涅尔衍射等经典理论，并通过具体的实例和数学推导，展现这些现象的普适性和规律性。同时，我也关注书中对光的偏振性质的阐述，它在液晶显示、3D电影等现代技术中的应用，早已渗透到我们生活的方方面面。我希望这本书能够清晰地讲解线偏振、圆偏振、椭圆偏振的形成机理，以及它们与光的波动性的联系，让我能够从根本上理解这些现象的物理本质，而不仅仅是停留在技术应用层面。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，对于我这样一名渴望深入理解物理光学原理的学习者来说，无疑是极大的福音。作为“十一五”国家重点图书，它的学术地位和内容的严谨性毋庸置疑。我期待这本书能够系统地梳理物理光学的发展历程，从早期对光的粒子说的认识，到波动说的确立，再到量子光学时代的到来，展现出物理光学不断演进和深化的过程。我尤其关注书中对光的相干性、单色性等概念的阐述，以及它们与干涉、衍射等现象之间的内在联系。我希望书中能够通过精炼的数学语言和清晰的物理图像，揭示这些现象的本质。同时，我也期待书中能够涉及一些光学信息处理、全息术等现代光学技术，以便我能够更好地理解物理光学在信息时代的应用前景，从而激发我进一步学习和研究的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就散发着一种严谨而学术的气息，沉稳的色彩搭配和精炼的标题字体，瞬间就能抓住那些对物理光学怀揣着深刻探究欲望的读者的目光。我拿到这本书的初衷，是被它“十一五”国家重点图书的标签所吸引，这无疑是对其内容质量和学术价值的一种有力背书。虽然我并非直接从事物理光学领域的研究，但作为一名对科学发展充满好奇的学习者，我深知基础理论的重要性。物理光学作为光学的一个重要分支，它所涵盖的电磁理论、波动光学、衍射、干涉、偏振等概念，构成了我们理解光现象以及后续诸多光学应用（如激光、光纤通信、成像技术等）的基石。这本书厚重的篇幅预示着其内容的深度和广度，我期待它能够系统地梳理这些核心概念，并且以一种循序渐进的方式引导读者深入理解。我尤其关注的是书中是否能够很好地解释那些看似抽象的物理模型和数学推导，能否将复杂的理论转化为清晰的图示和直观的解释，让像我这样没有深厚物理学背景的读者也能领略其魅力。我希望这本书不仅仅是一本理论的堆砌，更是一本能够激发思考、培养物理直觉的良师益友，能够在我学习过程中，为我打开一扇通往更广阔光学世界的大门，让我能够更清晰地认识我们所处的光学宇宙。

评分☆☆☆☆☆

3.5

评分☆☆☆☆☆

物美价廉，想买就买，还不行动？

评分☆☆☆☆☆

互相干函数的传O播

评分☆☆☆☆☆

相干条件

评分☆☆☆☆☆

“高等物理光学”是综合性和工业性大学近代光学、激光、光电子学、信息光学和工q程光学等专业s研究生和大学高年级学生的必修课程。本书的主要读者对象是需要掌握物理光学理论的研究生，经摘选后本书可用作大学高年级有关课程的教材，也可供科技工作者参考。

评分☆☆☆☆☆

渐x折射率分布平面波导

评分☆☆☆☆☆

第9章

评分☆☆☆☆☆

光波在单轴晶体中的传播

评分☆☆☆☆☆

全书理论性很强，习题没有答案