光学教程（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

内容简介

　　《光学教程（第2版）》以物理光学和应用光学为主体内容。第1～3章为应用光学部分，介绍了几何光学基础知识和光在光学系统中的传播和成像特性，还讨论了激光存储等新型光学系统；第4～8章为物理光学部分，讨论了光在各向同性介质和各向异性介质中的传播规律，以及光的干涉、衍射、偏振特性及光与物质的相互作用，同时，还介绍了密集波分复用技术、双光子吸收、拉曼放大、光学孤子、光子晶体、红外显微镜、扫描隧道显微镜、相衬显微镜和磁光克尔效应等相关领域的应用和进展；第9章专门介绍航天光学遥感、自适应光学、红外与微光成像、光学信息处理、光纤激光器、有机电致发光、太阳能电池等光学新技术。
　　《光学教程（第2版）》为光电子、电子科学与技术及光学工程等专业本科生的专业基础教材，也可作为有关专业师生和科技人员的参考书。

内页插图

目录

第一篇 应用光学
第1章 几何光学基础
1．1 几何光学的基本定律
1．1．1 发光点、光线和光束
1．1．2 几何光学的基本定律
1．1．3 全反射
1．1．4 费马原理
1．2 物像基本概念
1．2．1 光学系统与完善像概念
1．2．2 物和像的概念
1．3 球面与球面系统
1．3．1 符号规则
1．3．2 单个折射球面的光路计算
1．3．3 单个折射球面近轴光线的光路计算
1．3．4 物平面以细光束经折射球面的成像
1．3．5 球面反射镜
1．3．6 共轴球面系统
1．3．7 薄透镜
1．4 平面与平面系统
1．4．1 平面反射镜
1．4．2 平行平板
1．4．3 反射棱镜
1．4．4 折射棱镜
1．4．5 光楔
1．5 光学材料
例题
习题
第2章 理想光学系统与实际光学系统
2．1 理想光学系统的基本特性、基点和基面
2．1．1 理想光学系统的基本特性
2．1．2 理想光学系统的基点和基面
2．2 理想光学系统的物像关系
2．2．1 图解法求像
2．2．2 解析法求像
2．3 理想光学系统的放大率
2．3．1 放大率
2．3．2 节点和节平面
2．3．3 用平行光管测定焦距的原理
2．4 理想光学系统的组合
2．4．1 双光组组合
2．4．2 多光组组合
2．5 球面与球面系统的基点和基面
2．5．1 单个折射球面的主点
2．5．2 单透镜的基点与基面
2．5．3 薄透镜和薄透镜组
2．6 矩阵运算在几何光学中的应用
2．6．1 近轴光的矩阵表示
2．6．2 物像矩阵
2．6．3 用高斯常数表示系统的基点位置和焦距
2．6．4 薄透镜系统的矩阵运算
2．7 实际光学系统中的光束限制
2．7．1 光阑及其作用
2．7．2 孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳
2．7．3 视场光阑
2．7．4 渐晕光阑、入射窗和出射窗
2．7．5 光学系统的景深
2．7．6 远心光路
2．8 像差
2．8．1 几何像差
2．8．2 波像差
例题
习题
第3章 光学仪器的基本原理
3．1 眼睛
3．1．1 眼睛的结构
3．1．2 眼睛的调节
……
第二篇 物理光学
习题答案
主题索引
参考答案

前言/序言

　　光学理论和技术发展很快，本书修订的目的是力图反映光学领域的高速发展。与教程第1版相比较，第2版主要是增加了一些相关新技术和前沿进展。应用光学部分，增加了激光存储系统；干涉部分增加了光子晶体；衍射部分增加了红外显微镜、相衬显微镜和1983年由诺贝尔物理奖得主GerdBining博士发明的扫描隧道显微镜；晶体光学部分增加了磁光克尔效应；光与物质的相互作用部分增加了米氏散射在光电对抗等高新技术中的应用；第'9章中增加了光纤激光器、OLED、太阳能电池，至于第9章中航天光学遥感、自适应光学、红外与微光成像、光学信息处理等方面内容，基本上是根据母国光、姜文汉、苏君红、薛鸣球等几位院士提供的文献、资料编写的，第2版未作大的修改。
　　本书由饶建珍副教授改编第1、2、3章；肖峻教授改编第4、5章，并负责全书各章的内容衔接及文稿编排；李剑峰博士改编第6章并编写第9章光纤激光器一节；杨春平博士改编第7、8章；杨刚博士编写第9章有机电致发光一节；钟建博士编写第9章太阳能电池一节；敖明武博士改编第9章前5节并负责统编第9章；叶玉堂教授主要负责教程改编的进程、质量管理以及相关新技术和前沿进展方面的内容组织。
　　本教程第1版2005年出版后，到2010年，境内已4次印刷；2008年，本教程版权转让台湾五南图书出版公司，译成繁体字版，由“国立交通大学”郭浩中教授校订，在境外出版发行。境内、外读者的厚爱是我们将教程改编、再版的动力。谨此衷心感谢境内、外采用本教程的同行、读者！
　　由于编者学识有限，书中缺点、错误或疏漏在所难免，恳请使用本教程的读者不吝指正。

光学教程（第2版） 本书内容概览： 《光学教程（第2版）》是一本全面、深入的物理光学与几何光学教材，旨在为读者构建扎实的光学理论基础，并引导他们理解光学现象在自然界和社会中的广泛应用。本书在继承第一版严谨科学精神的基础上，进行了内容更新与拓展，力求更加贴合当前光学研究的前沿和相关领域的实际需求。全书分为十三章，系统地阐述了光学学的基本原理、重要模型以及现代光学的前沿发展。 第一章：光的波动性与几何光学基础 本章为光学学习的基石，首先从历史回顾出发，引介了光的粒子说与波动说的演变，为后续深入探讨光的波动性奠定基础。接着，详细阐述了光的传播性质，包括光线的概念、折射定律（斯涅尔定律）和反射定律。这里不仅会给出严格的数学推导，还会通过丰富的实例，如透镜成像、棱镜分光等，直观地展示几何光学的应用。本章将重点讲解反射镜和透镜的成像原理，包括物距、像距、焦距之间的关系，以及不同类型透镜（凸透镜、凹透镜）和反射镜（平面镜、凹面镜、凸面镜）的成像特点。此外，还将介绍共轴光学系统，例如单透镜系统和组合透镜系统的成像特性，为理解更复杂的成像系统打下基础。 第二章：干涉 干涉是光波叠加的典型现象，本章将深入剖析光的干涉原理。我们将从双缝干涉实验入手，详细讲解杨氏双缝干涉条纹的形成条件、亮暗条纹的位置关系以及条纹间距的计算。在此基础上，本书将拓展至多种干涉类型，包括薄膜干涉（如肥皂泡、油膜颜色），劈尖干涉，以及迈克尔逊干涉仪的工作原理和应用。通过对不同干涉情况的分析，读者将深刻理解相干光的要求以及干涉条纹的特点，并了解干涉在测量、光学仪器等领域的应用。 第三章：衍射 衍射是光在传播过程中遇到障碍物或孔缝时发生的偏离直线传播的现象。本章将重点讲解惠更斯原理，并在此基础上阐述单缝衍射和圆孔衍射的规律。读者将学习如何计算衍射条纹的宽度、强度分布以及极值位置。进一步地，本书将介绍光栅衍射，详细讲解光栅常数、衍射级数与衍射角之间的关系，以及光栅在光谱分析中的重要作用。最后，还将探讨夫琅和费衍射和菲涅尔衍射的异同，以及它们在光学仪器（如望远镜、显微镜）中的应用。 第四章：偏振 偏振是描述光波电矢量振动方向特性的物理量。本章将从自然光和线偏振光出发，详细讲解产生偏振光的方法，包括反射偏振（马吕斯定律）、折射偏振（布儒斯特角）、散射偏振以及通过偏振片、波片等光学元件实现偏振光的转换。本书将深入讨论偏振光干涉，以及偏振在液晶显示、光学活性物质研究、3D电影技术等领域的广泛应用。 第五章：光的吸收与色散 本章探讨光与物质相互作用时发生的吸收与色散现象。我们将首先讲解光的吸收原理，包括朗伯-比尔定律，并分析不同物质对光的吸收特性。随后，重点介绍光的色散，即光的不同颜色（不同频率）在介质中传播速度不同的现象。我们将详细讲解正常色散和反常色散，以及棱镜、光栅在色散现象中的作用。色散现象在光谱学、通信技术（如光纤通信）以及材料科学中有重要的研究价值。 第六章：光的散射 光的散射是指光在传播过程中遇到介质中的微粒而改变传播方向的现象。本章将详细讲解瑞利散射，解释为什么天空是蓝色的，以及日出日落时天空呈现红色的原因。此外，还将介绍米氏散射，分析其与瑞利散射的差异，以及在云、雾、雨滴等现象中的应用。拉曼散射作为一种重要的光谱技术，其原理和应用也将得到阐述。 第七章：相干光与激光 本章专门探讨相干光及其重要应用——激光。我们将首先深入理解相干光的基本概念，包括时间相干性和空间相干性，并回顾导致不相干的因素。在此基础上，本书将详细介绍激光的产生原理，包括粒子数反转、受激辐射等关键概念。激光器的工作原理、不同类型的激光器（如气体激光器、半导体激光器、固体激光器）及其特性也将被一一解析。激光在通信、医疗、工业加工、科研等领域的革命性应用将贯穿本章。 第八章：光的全反射与奇特的反射 本章将聚焦于光的全反射现象，详细阐述全反射的发生条件，并探讨其在光纤通信、棱镜设计中的核心作用。我们还将介绍一些更为奇特的反射现象，例如镜面反射与漫反射的对比，以及在特定材料或结构下可能出现的特殊反射效果，例如虹彩效应或结构色。 第九章：光学仪器 本章将光学原理与实际应用相结合，重点介绍几种基本的光学仪器。读者将学习望远镜（折射望远镜、反射望远镜）和显微镜（光学显微镜）的成像原理、放大率计算以及关键性能指标。此外，还将介绍照相机、人眼等光学系统的基本结构与工作方式，并分析它们在成像过程中的光学规律。 第十章：光的能量与动量 本章将深入探讨光的能量和动量概念。我们将引入光子的概念，并基于普朗克公式和爱因斯坦的光电效应方程，详细解释光的能量量子化。光压和动量守恒定律也将得到阐述，并分析光波与物质相互作用时能量和动量的传递。 第十一章：现代光学基础（导论） 本章为读者打开现代光学的大门，介绍一些现代光学领域的重要概念和研究方向。我们将简要介绍光学测量技术，如全息术、干涉测量技术在高精度测量中的应用。非线性光学现象，如二次谐波产生、光学参量振荡等，也将初步涉及，为读者后续深入学习打下基础。 第十二章：光学在现代科技中的应用 本章将进一步拓展光的应用范围，展示光学在各个领域的实际价值。除了前面章节提及的应用，我们将重点介绍光学在通信（光纤通信）、信息存储（光盘）、生物医学（内窥镜、激光手术）、新能源（太阳能电池）、材料科学（光学成像表征）等方面的最新进展和典型案例。 第十三章：光学发展前沿 本章将带领读者展望光学学科的未来。我们将简要介绍当前光学研究的热点领域，例如超材料与负折射率光学，量子光学及其在量子计算、量子通信中的潜力，纳米光学与光子晶体，以及生物光子学的发展趋势。 本书的特色： 《光学教程（第2版）》在内容组织上力求循序渐进，从基础概念到前沿应用，层层递进。在数学推导上，力求严谨准确，同时辅以大量的图示和实例，帮助读者理解抽象的物理概念。每章末都设有习题，涵盖了不同难度和类型的题目，以帮助读者巩固所学知识。本书适合作为高等院校物理学、光信息科学与技术、电子工程等相关专业本科生和研究生的教材，也可供从事光学研究和工程技术工作的专业人员参考。 通过学习本书，读者不仅能掌握光学学的基本理论和方法，更能深刻理解光在现代科学技术中的重要作用，为进一步深入学习和开展相关研究奠定坚实的基础。