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潘路军 编

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• 光学仪器
• 科学

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111521686

版次：1

商品编码：11910208

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 普通高等教育光电信息科学与工程规划教材

开本：16开

出版时间：2016-04-01

用纸：胶版纸

页数：187

内容简介

　　本书对光学的普遍现象、基本原理和基础理论体系进行了较全面和系统的阐述，内容包括几何光学、光学仪器和光度学，建立在波动理论基础上的干涉、衍射和偏振的理论和应用以及光与物质相互作用的原理和器件等，并配有适当的例题和习题以加深对知识的理解和掌握。本书可作为物理学、光电信息科学与工程、电子科学与技术、应用物理、测控技术与仪器等理工科专业本科学生的教材或参考书，也可作为相关行业技术人员的参考书。

目录

前言绪论0.1光学及其研究内容0.2光学发展史0.3学习方法第1章几何光学1.1几何光学的基本概念和基本定律1.1.1光源、光波与光线的概念1.1.2光线传播的基本定律1.1.3全反射1.1.4折射棱镜1.2惠更斯原理1.2.1惠更斯原理的物理表述1.2.2对光的反射和折射定律的解释1.3费马原理1.3.1光程的概念1.3.2费马原理的表述1.3.3费马原理对几何光学传播定律的验证1.4光学成像的基本概念1.4.1光束、光具组、像与物1.4.2物方和像方、理想光具组、物与像的共轭性1.4.3等光程性、等光程面1.5共轴球面组的成像规律1.5.1单球面的折射规律1.5.2傍轴光线的成像规律1.5.3傍轴物点的成像规律和横向放大率1.5.4多球面逐次成像1.6透镜及其成像规律1.6.1薄透镜焦距公式1.6.2成像公式——高斯公式和牛顿公式1.6.3薄透镜成像的作图法1.6.4共轴透镜组成像1.7光学成像仪器1.7.1眼睛的构造和成像机能1.7.2放大镜和目镜1.7.3显微镜1.7.4望远镜1.7.5照相机1.7.6投影仪1.8光度学和光阑1.8.1光度学简介1.8.2辐射通量和光通量1.8.3发光强度1.8.4照度1.8.5亮度1.8.6光阑1.9像差1.9.1球差1.9.2彗差1.9.3像散和场曲1.9.4畸变1.9.5色像差习题第2章光的波动概念和描述2.1描述光波的基本参数2.2光速和光强2.3光波的基本分类及其数学描述2.3.1平面波的数学描述2.3.2球面波的数学描述2.3.3共轭光波及光强的复振幅表示2.4波前函数习题第3章光的偏振3.1光波的偏振态3.1.1偏振片3.1.2自然光3.1.3线偏振光3.1.4马吕斯定律3.1.5部分偏振光3.1.6圆偏振光3.1.7椭圆偏振光3.2完全偏振光的琼斯矩阵表示3.2.1琼斯矢量3.2.2偏振光的琼斯矩阵表示3.3立体视觉与立体电影3.3.1立体视觉3.3.2立体电影习题第4章光波在界面的反射和折射规律4.1入射、反射和折射光的光矢量的分解4.2菲涅耳反射和折射公式4.3光在界面反射时的相位跃变——半波损失4.4光在介质界面传播时偏振态的变化——布儒斯特角4.5几种典型情况下反射光的相位变化4.5.1正入射4.5.2掠入射*4.5.3全反射4.5.4光在多层介质界面的反射和折射4.6光强和能流的反射率和透射率4.7斯托克斯倒逆关系习题第5章光的干涉5.1波的叠加原理5.2波的相干叠加和非相干叠加5.2.1波的干涉5.2.2相干叠加5.3光波的相干条件5.4两个理想点光源的干涉5.5杨氏干涉5.6干涉条纹的反衬度5.7分波前干涉5.7.1菲涅耳双面镜5.7.2菲涅耳双棱镜5.7.3劳埃德镜5.8分振幅干涉5.8.1等倾干涉5.8.2等倾干涉条纹的特点5.8.3等厚干涉5.8.4楔形薄膜的等厚条纹——劈尖干涉5.8.5牛顿环5.8.6增透膜和增反膜5.8.7迈克尔逊干涉仪5.8.8光场的时空相干性5.8.9多光束干涉�卜ú祭铼茬曷�干涉仪习题第6章光的衍射6.1衍射现象6.2光的衍射及其分类6.3衍射的特点6.4惠更斯�卜颇�耳原理6.5菲涅耳�不�尔霍夫衍射积分公式6.6衍射的巴比涅原理6.7菲涅耳衍射6.8矢量图解法6.9菲涅耳波带片6.10夫琅禾费单缝衍射6.10.1利用振动矢量图法求解单缝夫琅禾费衍射的光强分布6.10.2利用菲涅耳�卜蚶藕谭蜒苌浠�分公式求解单缝夫琅禾费衍射的光强分布6.10.3夫琅禾费单缝衍射的光强分布特点6.11夫琅禾费矩孔衍射6.12夫琅禾费圆孔衍射以及光学仪器的分辨本领6.12.1夫琅禾费圆孔衍射6.12.2光学仪器的分辨本领习题第7章衍射光栅7.1夫琅禾费多缝衍射7.1.1多缝衍射的强度分布7.1.2缝间干涉引起的光场分布7.2衍射光栅7.2.1光栅光谱的形成原理7.2.2光栅光谱的谱线宽度7.2.3光栅的色散本领7.2.4光栅的色分辨本领7.2.5光栅的自由光谱范围7.3闪耀光栅7.4全息技术基础7.4.1全息技术发展历史简述7.4.2波前记录与再现7.4.3全息照相的特点7.4.4全息图的分类习题第8章晶体光学8.1双折射现象8.1.1晶体的光轴8.1.2晶体中光波的偏振8.2晶体中光波的波面8.2.1主折射率、正晶体和负晶体8.2.2晶体中的波面8.3利用惠更斯作图法确定o光和e光的传播方向8.3.1光在主截面内的斜入射8.3.2光在主截面内的垂直入射8.3.3光在垂直于光轴的平面内的斜入射8.4晶体光学器件8.4.1晶体偏振片8.4.2偏光棱镜8.4.3偏光分束棱镜8.4.4波晶片——偏振态的改变8.4.5补偿器8.5偏振光的检验8.5.1自然光和圆偏振光的甄别8.5.2部分偏振光和椭圆偏振光的甄别8.6偏振光的干涉8.6.1偏振片的相对位置引起的附加相位差8.6.2δ′=δ时偏振光的干涉8.6.3δ′=δ+π时偏振光的干涉8.6.4出现干涉条纹的偏振光干涉8.7电光效应8.7.1克尔效应8.7.2泡克耳斯效应8.8旋光性8.8.1晶体的旋光8.8.2液体的旋光8.8.3对旋光现象的解释8.8.4磁致旋光习题第9章光波与介质的相互作用9.1光与物质相互作用的经典理论9.2光的色散9.2.1色散的观测9.2.2正常色散9.2.3反常色散9.3光的吸收9.4光的散射9.4.1光的散射现象9.4.2瑞利散射9.4.3米氏散射9.4.4拉曼散射习题附录附录A常用物理常数附录B折射率表附录C常用光源的典型谱线和波长附录D几种物质的旋光度率附录E显微镜的物镜和目镜附录F光度学单位换算表附录G典型光学玻璃的色散参考文献

前言/序言

　　蔚蓝的天空上漂浮着的朵朵白云和雨后悬挂在天边的美丽彩虹，街道两边LED广告板闪烁着的迷人光彩、夜晚远处的路灯映于眼帘的光芒和舞台上五颜六色的绚丽的激光秀，商店里琳琅满目的数码相机，天文台中巍然矗立的大型望远镜……这些事物看似不相关，但它们其实都和光学有密切的联系。光学是以光为对象，阐明和研究光的产生、传播和接收的规律以及光与物质的相互作用机制的理论。　　光学包含的内容十分丰富，有经典的几何光学和以电磁场为基础的经典波动光学，也有建立在近现代物理理论和技术基础之上的现代光学，如量子光学、激光光学、全息光学、近场光学、傅里叶光学、非线性光学、光谱学等。　　光学的发展历久弥新，与时俱进，生机勃发。从最初牛顿的微粒说和惠更斯的次波学说到杨氏干涉和菲涅耳的衍射理论，从爱因斯坦的光量子说到量子光学理论，从自然火光到油气灯，从普通电光源到激光，从简单的三棱镜到分光仪，从平面镜到哈勃望远镜，从黑白照片到全息照片，从无声电影到IMAX……光学的发展使人们透过日常生活中司空见惯的光现象，深入到了光的本质，并利用光学原理不断地创造出了丰富多彩的实用技术和工具以及高精尖的科学仪器。特别是激光的广泛应用，更是促进了通信技术和信息处理、精密加工和制造、光电技术和工程、精密仪器和测量、光谱分析和检测等领域的飞速发展。　　因此，光学是一门理论性和应用性兼强的学科，一直以来都是各大学物理类、光学工程类、光电信息类和精密仪器类理工科专业学生必修的重要基础课目之一。本书主要面向相关专业本科低年级学生，立足于大类通识教育对光学理论的要求，旨在继承前人的优秀研究成果，总结光学发展的新内容，注重基础光学理论的学习和实际的应用，使学生能够系统地认识光学的发展规律和发展动向，为进一步深入学习光学方面的专业课程以及其他专业知识和技术打下良好的基础。　　本书包括以下主要内容：　　1.几何光学是波动光学在波长为无限小时的极限情况，此时可将光束视为几何线条。本书的几何光学部分在光传播的基本规律的基础上，阐述利用透镜成像的基本原理以及像差的形成和补偿，并介绍几种助视光学仪器和光度学的基本知识。　　2.从经典的波动理论出发，阐述波动光学的基础理论，主要包括光波的概念和数学描述、两种最基本的波——平面波和球面波及其复振幅的表述、偏振的基础以及光波在界面反射和折射时振幅、相位和偏振态等的变化。　　3.围绕光的干涉的现象、原理和装置，系统阐述波的叠加原理和干涉条件、干涉的分类和各自的特点及应用、光场的时间和空间上的相干性，重点介绍几种典型的干涉装置的原理和实际应用。　　4.从光的衍射现象和分类出发，以菲涅耳的衍射理论为基础，分析两种典型衍射的发光强度分布特点，阐明光学仪器的分辨本领。在此基础上，重点论述衍射光栅的原理和应用，并简述建立在干涉和衍射基础上的全息技术。　　5.重点关注光在各向异性晶体中的传播，介绍有关晶体光学的基本现象和理论知识，包括晶体的双折射、晶体偏振器件以及波片、旋光效应和电光效应及其应用。　　6.介绍光与介质的相互作用，包括光的吸收、散射和色散的现象、理论及其应用。　　本书是由长期从事光学理论和实验教学及研究的教师联合编写的。绪论和第1章中几何光学部分由彭伟教授和胡瑞女士负责撰写；第1章中的光学仪器和光度学部分由潘石教授和王乔讲师负责撰写；第2章由潘路军教授负责撰写；第3章由荆振国副教授和武震林讲师负责撰写；第4章至第8章由潘路军教授负责撰写，张毅副教授负责撰写了全息光学的内容；第9章由詹卫伸副教授和李睿讲师负责撰写；附表及电子课件由荆振国副教授和武震林讲师负责搜集和整理；李睿讲师和胡瑞女士负责了部分图表的设计和制作。潘路军教授进行了全书的整体统稿和编纂。　　同时，本书的编写得到了大连理工大学教务处和物理与光电工程学院的大力支持，在此深表谢意。　　尽管在编写中对书稿进行了反复认真的修改和校对，但错误和纰漏仍在所难免，敬请广大读者批评指正。　　潘路军于大连理工大学

《宇宙的低语：天文学家的星辰之旅》 作者：艾伦·詹姆斯 简介： 浩瀚的宇宙，自古以来便吸引着人类探索的目光。从古老的观星者仰望星空，到如今精密的望远镜捕捉遥远星系的光芒，人类对宇宙的认知从未停止过前进的步伐。《宇宙的低语：天文学家的星辰之旅》将带领读者踏上一段穿越时空的宏伟旅程，深入了解我们身处的宇宙。这本书并非仅仅罗列天体数据或深奥的物理定律，而是通过一位资深天文学家的视角，以充满人文关怀和探索精神的笔触，讲述了天文学是如何一步步揭示宇宙奥秘，以及这些发现如何塑造了我们对自身在宇宙中位置的理解。 本书从最古老的宇宙图景——神话和早期天文观测开始，回顾了人类对星空的好奇如何驱动了早期文明的发展，例如巴比伦人对行星运动的记录，古希腊哲学家对宇宙结构的猜想。接着，我们将目光转向哥白尼、伽利略和开普勒等划时代的科学家，他们如何挑战亚里士多德的地心说，用严谨的观测和数学推演，确立了日心说的正确性，彻底改变了人类的宇宙观。这本书会生动地描绘出那些充满智慧火花的时刻，以及天文学家们如何在当时的认知局限下，突破重重阻碍，勇敢地拥抱新思想。 随后，本书将深入探讨牛顿万有引力定律的革命性意义，它如何将天上的星辰与地上的物体联系起来，为理解行星轨道、潮汐现象乃至更宏大的宇宙结构奠定了基础。读者将了解到，在牛顿之后，望远镜技术的飞速发展，使得天文学家能够观测到前所未有的细节，发现更多的行星、星云和星系，也为理解恒星的本质和宇宙的尺度铺平了道路。 20世纪是天文学蓬勃发展的黄金时代。爱因斯坦的相对论，特别是广义相对论，彻底颠覆了我们对时间、空间和引力的认知，并预言了黑洞、引力波等奇特天体现象。本书将以通俗易懂的方式，解释这些复杂的理论，并展示天文学家们如何通过观测证据，一步步证实这些理论的正确性。哈勃的宇宙膨胀发现，更是将宇宙的尺度推向了无限，改变了我们对宇宙的静态认识，开启了现代宇宙学的新纪元。读者将跟随作者的笔触，一同感受发现宇宙正在不断膨胀的震撼。 《宇宙的低语》也关注那些构成宇宙的基本元素——恒星的生死。我们将了解恒星是如何诞生于星云，如何通过核聚变发光发热，以及它们最终的归宿，如白矮星、中子星和神秘的黑洞。作者将以充满诗意和科学严谨的方式，描述超新星爆发的壮丽景象，以及构成我们身体的许多元素，都来自于古老恒星的核心。 本书不会回避天文学研究中的挑战和争议。例如，暗物质和暗能量的发现，它们占据了宇宙绝大部分的质量和能量，但其本质仍然是未解之谜。作者将带领读者深入探讨这些前沿课题，展示天文学家们如何在观测和理论的交叉点上，努力寻找答案。此外，地外生命的存在性问题，也将是本书的重要组成部分。从SETI项目的努力，到搜寻系外行星的最新进展，我们将一起思考，在如此浩瀚的宇宙中，生命是否是唯一的奇迹。 此外，《宇宙的低语》还会触及天文学与人类文明的深刻联系。从占星术的起源，到天文学如何影响了导航、历法和哲学思想，这本书将展现科学是如何与人类文化交织在一起的。作者还会分享一些动人的故事，讲述那些在黑暗中探索真理的天文学家们，他们的坚持、他们的牺牲，以及他们对宇宙的无限热爱。 本书的叙述风格亲切而引人入胜，避免了枯燥的术语堆砌，而是通过生动的比喻、精美的插图（想象中），以及对历史故事的讲述，让科学知识变得触手可及。作者并非高高在上的学者，而是以一位充满好奇心的探索者的身份，与读者一同感受宇宙的浩瀚与神秘。这本书旨在激发读者对天文学的兴趣，鼓励他们以全新的视角审视我们所处的宇宙，并思考人类在其中扮演的角色。 《宇宙的低语》的结尾，不会是对宇宙奥秘的简单总结，而是对未来探索的展望。随着新一代望远镜的建造和太空探测任务的展开，我们对宇宙的认知必将继续深化。这本书鼓励读者保持开放的心态，继续关注那些正在发生的宇宙奇迹，并相信人类的探索精神永无止境。它将是一份献给所有仰望星空、渴望理解宇宙的读者的礼物，一次关于宇宙、关于科学、关于人类自身位置的深刻思考。

评分☆☆☆☆☆

这本《基础光学》读起来简直像是在看一部引人入胜的科幻小说，只不过它描绘的“奇妙世界”就存在于我们眼前，只是我们之前未能真正理解。我从未想过，原来小小的彩虹背后蕴含着如此复杂的物理原理，而书中对不同角度下光线的折射和色散的解释，简直是鬼斧神工。作者用一种非常直观的方式，将那些抽象的几何光学概念具象化。例如，书中关于透镜成像的讲解，不仅仅是罗列公式，而是通过生动的比喻和详实的图示，让我清晰地理解了近视眼、远视眼是如何形成的，以及眼镜和放大镜是如何“欺骗”我们的眼睛的。最令我拍案叫绝的是，书中将光学原理与我们日常生活中的种种现象联系起来，比如为什么天空是蓝色的，落日时为什么会出现红色的晚霞，甚至是通过对水滴形状的研究如何启发了我们制造各种光学仪器。作者还花了相当大的篇幅来介绍光学在现代科技中的应用，从手机屏幕的显示原理，到数码相机的成像技术，再到激光的奇妙能力，让我深刻体会到光学这门基础学科对现代文明的巨大推动作用。读完这本书，我感觉自己看世界的眼光都变了，仿佛拥有了透视万物的“光学雷达”，对周围的一切都充满了好奇和探索的欲望。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，一开始我拿到《基础光学》这本书时，内心是有些抵触的。我对“基础”这两个字总是带着一种先入为主的刻板印象，觉得它一定是一堆死记硬背的知识点。然而，事实证明我的担忧是多余的。这本书的语言风格非常独特，它没有使用那种冰冷、机械的学术腔调，而是充满了活力和温度。作者在解释那些看似高深的波动光学理论时，经常会插入一些生动的类比，比如将光的干涉比作两束涟漪在水中相遇时的叠加效应，将光的衍射比作绕过障碍物的“曲线救国”。这些比喻既形象又贴切，让我一下子就能抓住问题的核心。而且，书中对实验的描述也非常详尽，仿佛我亲身经历了那些经典的菲涅尔衍射实验、迈克尔逊干涉实验，看到了光波叠加的奇妙图景。作者还特别强调了实验在科学探索中的重要性，鼓励读者动手去观察和验证，而不是被动接受理论。读到关于偏振的部分，我才真正理解了偏振光眼镜为何能过滤眩光，以及液晶显示屏是如何利用偏振原理来呈现色彩的。这本书让我感受到，科学研究从来不是闭门造车，而是需要敏锐的观察力和严谨的实验精神，这对于我这样非科班出身的读者来说，是一种极大的启发。

评分☆☆☆☆☆

这本书绝对是我近期阅读体验中最为震撼的一本。它的标题《基础光学》，听起来或许会让人联想到枯燥的公式和晦涩的理论，但实际阅读过程却完全打破了我的预期。作者以一种极其生动且充满人文关怀的方式，将光学这一物理学分支的精髓娓娓道来。我尤其被书中对“光”的哲学思考所吸引。书中并没有止步于解释光的衍射、干涉、偏振等基本现象，而是深入探讨了光与我们感知世界的关系，以及人类历史上关于光的认知演变。书中描绘了从古希腊哲学家们对光的朴素猜想，到牛顿的粒子说，再到惠更斯和麦克斯韦的波动说，最后爱因斯坦引入光子的革命性理论，整个过程被叙述得如同史诗般壮丽。作者巧妙地运用了大量的历史故事和科学家的轶事，让那些曾经遥不可及的科学概念变得鲜活起来。读到伽利略如何在望远镜中观察到行星的细微光线变化，或者扬·凡·艾克如何通过对光线的精妙运用创造出令人惊叹的油画色彩，我都仿佛置身于那个伟大的时代，与那些伟大的头脑一同探索世界的奥秘。它让我重新审视了我们习以为常的光明，原来背后隐藏着如此深刻的智慧和漫长的求索。这本书，与其说是一本物理学教材，不如说是一次关于人类智慧如何照亮黑暗的伟大旅程的记录。

评分☆☆☆☆☆

我必须说，《基础光学》这本书的内容对我来说，简直是一次意想不到的“视觉革命”。作者在描述光的本性时，将我们日常所见的五彩斑斓的世界，解构成了一系列令人惊叹的光学现象。我原以为这本书会充斥着枯燥的公式，没想到它更像是一本“视觉百科全书”。书中关于色彩的成因，从物体本身的反射特性到人眼感光细胞的工作机制，都做了非常详尽的介绍。我终于明白了，为什么某些颜色的衣服在阳光下显得格外鲜艳，而在室内灯光下却黯然失色。而关于光线的传播，书中通过对“光路”和“成像”的细致描绘，让我仿佛置身于一个由光线编织而成的三维空间。我对书中关于幻觉的解释尤其着迷，例如海市蜃楼的形成，以及平面镜和球面镜是如何“欺骗”我们的视觉系统，创造出不存在的影像。作者甚至还深入探讨了光与生物的互动，比如植物的光合作用，以及动物眼睛的进化是如何与光照环境相适应的。读完这本书，我感觉自己的观察力得到了极大的提升，我开始留意身边每一个细微的光学现象，并尝试用书中学习到的知识去解释它们。它让我明白，我们赖以生存的世界，原来是由如此奇妙而精妙的光学规律所支撑着。

评分☆☆☆☆☆

《基础光学》这本书对我而言，更像是一本引导我深入思考的哲学读物，而非单纯的科学普及。作者在阐述光学的基本定律时，并没有流于表面，而是常常引申出更深层次的哲学命题。比如，在探讨光的传播速度时，作者会引导读者思考“绝对时间”和“相对时间”的概念，以及光速不变原理对我们理解宇宙运行规律的颠覆性影响。书中对量子光学的部分，更是让我大开眼界。我一直以为量子力学离我们很遥远，但作者用非常通俗易懂的方式，解释了光子的“波粒二象性”以及其带来的奇异现象。那些“概率波”、“叠加态”的概念，在作者的笔下变得不再那么令人望而却步，反而充满了神秘的吸引力。我特别喜欢书中关于“测量问题”的讨论，它让我对“观察者”在科学中的角色有了新的认识。似乎，我们对世界的认知，本身就会受到我们观察行为的影响。这本书挑战了我过去对客观世界的固有认知，让我开始思考，我们所看到的光明，究竟是世界本身的样子，还是我们大脑对光信号的一种解读？这种对科学本质的追问，让我觉得阅读体验远超了一本普通的科普书，它触及了更深层面的认识论问题。

评分☆☆☆☆☆

比较基础的一本书，还不错

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内容丰富，值得

评分☆☆☆☆☆

书很新，快递很快。

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不错！不错！

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很不错，简单易懂

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很好

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很不错，想学习一下

评分☆☆☆☆☆

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