光學教程（第2版） 下載 mobi epub pdf 電子書 在線閱讀 2026

內容簡介

　　《光學教程（第2版）》以物理光學和應用光學為主體內容。第1～3章為應用光學部分，介紹瞭幾何光學基礎知識和光在光學係統中的傳播和成像特性，還討論瞭激光存儲等新型光學係統；第4～8章為物理光學部分，討論瞭光在各嚮同性介質和各嚮異性介質中的傳播規律，以及光的乾涉、衍射、偏振特性及光與物質的相互作用，同時，還介紹瞭密集波分復用技術、雙光子吸收、拉曼放大、光學孤子、光子晶體、紅外顯微鏡、掃描隧道顯微鏡、相襯顯微鏡和磁光剋爾效應等相關領域的應用和進展；第9章專門介紹航天光學遙感、自適應光學、紅外與微光成像、光學信息處理、光縴激光器、有機電緻發光、太陽能電池等光學新技術。
　　《光學教程（第2版）》為光電子、電子科學與技術及光學工程等專業本科生的專業基礎教材，也可作為有關專業師生和科技人員的參考書。

內頁插圖

目錄

第一篇 應用光學
第1章 幾何光學基礎
1．1 幾何光學的基本定律
1．1．1 發光點、光綫和光束
1．1．2 幾何光學的基本定律
1．1．3 全反射
1．1．4 費馬原理
1．2 物像基本概念
1．2．1 光學係統與完善像概念
1．2．2 物和像的概念
1．3 球麵與球麵係統
1．3．1 符號規則
1．3．2 單個摺射球麵的光路計算
1．3．3 單個摺射球麵近軸光綫的光路計算
1．3．4 物平麵以細光束經摺射球麵的成像
1．3．5 球麵反射鏡
1．3．6 共軸球麵係統
1．3．7 薄透鏡
1．4 平麵與平麵係統
1．4．1 平麵反射鏡
1．4．2 平行平闆
1．4．3 反射棱鏡
1．4．4 摺射棱鏡
1．4．5 光楔
1．5 光學材料
例題
習題
第2章 理想光學係統與實際光學係統
2．1 理想光學係統的基本特性、基點和基麵
2．1．1 理想光學係統的基本特性
2．1．2 理想光學係統的基點和基麵
2．2 理想光學係統的物像關係
2．2．1 圖解法求像
2．2．2 解析法求像
2．3 理想光學係統的放大率
2．3．1 放大率
2．3．2 節點和節平麵
2．3．3 用平行光管測定焦距的原理
2．4 理想光學係統的組閤
2．4．1 雙光組組閤
2．4．2 多光組組閤
2．5 球麵與球麵係統的基點和基麵
2．5．1 單個摺射球麵的主點
2．5．2 單透鏡的基點與基麵
2．5．3 薄透鏡和薄透鏡組
2．6 矩陣運算在幾何光學中的應用
2．6．1 近軸光的矩陣錶示
2．6．2 物像矩陣
2．6．3 用高斯常數錶示係統的基點位置和焦距
2．6．4 薄透鏡係統的矩陣運算
2．7 實際光學係統中的光束限製
2．7．1 光闌及其作用
2．7．2 孔徑光闌、入射光瞳和齣射光瞳
2．7．3 視場光闌
2．7．4 漸暈光闌、入射窗和齣射窗
2．7．5 光學係統的景深
2．7．6 遠心光路
2．8 像差
2．8．1 幾何像差
2．8．2 波像差
例題
習題
第3章 光學儀器的基本原理
3．1 眼睛
3．1．1 眼睛的結構
3．1．2 眼睛的調節
……
第二篇 物理光學
習題答案
主題索引
參考答案

前言/序言

　　光學理論和技術發展很快，本書修訂的目的是力圖反映光學領域的高速發展。與教程第1版相比較，第2版主要是增加瞭一些相關新技術和前沿進展。應用光學部分，增加瞭激光存儲係統；乾涉部分增加瞭光子晶體；衍射部分增加瞭紅外顯微鏡、相襯顯微鏡和1983年由諾貝爾物理奬得主GerdBining博士發明的掃描隧道顯微鏡；晶體光學部分增加瞭磁光剋爾效應；光與物質的相互作用部分增加瞭米氏散射在光電對抗等高新技術中的應用；第'9章中增加瞭光縴激光器、OLED、太陽能電池，至於第9章中航天光學遙感、自適應光學、紅外與微光成像、光學信息處理等方麵內容，基本上是根據母國光、薑文漢、蘇君紅、薛鳴球等幾位院士提供的文獻、資料編寫的，第2版未作大的修改。
　　本書由饒建珍副教授改編第1、2、3章；肖峻教授改編第4、5章，並負責全書各章的內容銜接及文稿編排；李劍峰博士改編第6章並編寫第9章光縴激光器一節；楊春平博士改編第7、8章；楊剛博士編寫第9章有機電緻發光一節；鍾建博士編寫第9章太陽能電池一節；敖明武博士改編第9章前5節並負責統編第9章；葉玉堂教授主要負責教程改編的進程、質量管理以及相關新技術和前沿進展方麵的內容組織。
　　本教程第1版2005年齣版後，到2010年，境內已4次印刷；2008年，本教程版權轉讓颱灣五南圖書齣版公司，譯成繁體字版，由“國立交通大學”郭浩中教授校訂，在境外齣版發行。境內、外讀者的厚愛是我們將教程改編、再版的動力。謹此衷心感謝境內、外采用本教程的同行、讀者！
　　由於編者學識有限，書中缺點、錯誤或疏漏在所難免，懇請使用本教程的讀者不吝指正。

光學教程（第2版） 本書內容概覽： 《光學教程（第2版）》是一本全麵、深入的物理光學與幾何光學教材，旨在為讀者構建紮實的光學理論基礎，並引導他們理解光學現象在自然界和社會中的廣泛應用。本書在繼承第一版嚴謹科學精神的基礎上，進行瞭內容更新與拓展，力求更加貼閤當前光學研究的前沿和相關領域的實際需求。全書分為十三章，係統地闡述瞭光學學的基本原理、重要模型以及現代光學的前沿發展。 第一章：光的波動性與幾何光學基礎 本章為光學學習的基石，首先從曆史迴顧齣發，引介瞭光的粒子說與波動說的演變，為後續深入探討光的波動性奠定基礎。接著，詳細闡述瞭光的傳播性質，包括光綫的概念、摺射定律（斯涅爾定律）和反射定律。這裏不僅會給齣嚴格的數學推導，還會通過豐富的實例，如透鏡成像、棱鏡分光等，直觀地展示幾何光學的應用。本章將重點講解反射鏡和透鏡的成像原理，包括物距、像距、焦距之間的關係，以及不同類型透鏡（凸透鏡、凹透鏡）和反射鏡（平麵鏡、凹麵鏡、凸麵鏡）的成像特點。此外，還將介紹共軸光學係統，例如單透鏡係統和組閤透鏡係統的成像特性，為理解更復雜的成像係統打下基礎。 第二章：乾涉 乾涉是光波疊加的典型現象，本章將深入剖析光的乾涉原理。我們將從雙縫乾涉實驗入手，詳細講解楊氏雙縫乾涉條紋的形成條件、亮暗條紋的位置關係以及條紋間距的計算。在此基礎上，本書將拓展至多種乾涉類型，包括薄膜乾涉（如肥皂泡、油膜顔色），劈尖乾涉，以及邁剋爾遜乾涉儀的工作原理和應用。通過對不同乾涉情況的分析，讀者將深刻理解相乾光的要求以及乾涉條紋的特點，並瞭解乾涉在測量、光學儀器等領域的應用。 第三章：衍射 衍射是光在傳播過程中遇到障礙物或孔縫時發生的偏離直綫傳播的現象。本章將重點講解惠更斯原理，並在此基礎上闡述單縫衍射和圓孔衍射的規律。讀者將學習如何計算衍射條紋的寬度、強度分布以及極值位置。進一步地，本書將介紹光柵衍射，詳細講解光柵常數、衍射級數與衍射角之間的關係，以及光柵在光譜分析中的重要作用。最後，還將探討夫琅和費衍射和菲涅爾衍射的異同，以及它們在光學儀器（如望遠鏡、顯微鏡）中的應用。 第四章：偏振 偏振是描述光波電矢量振動方嚮特性的物理量。本章將從自然光和綫偏振光齣發，詳細講解産生偏振光的方法，包括反射偏振（馬呂斯定律）、摺射偏振（布儒斯特角）、散射偏振以及通過偏振片、波片等光學元件實現偏振光的轉換。本書將深入討論偏振光乾涉，以及偏振在液晶顯示、光學活性物質研究、3D電影技術等領域的廣泛應用。 第五章：光的吸收與色散 本章探討光與物質相互作用時發生的吸收與色散現象。我們將首先講解光的吸收原理，包括朗伯-比爾定律，並分析不同物質對光的吸收特性。隨後，重點介紹光的色散，即光的不同顔色（不同頻率）在介質中傳播速度不同的現象。我們將詳細講解正常色散和反常色散，以及棱鏡、光柵在色散現象中的作用。色散現象在光譜學、通信技術（如光縴通信）以及材料科學中有重要的研究價值。 第六章：光的散射 光的散射是指光在傳播過程中遇到介質中的微粒而改變傳播方嚮的現象。本章將詳細講解瑞利散射，解釋為什麼天空是藍色的，以及日齣日落時天空呈現紅色的原因。此外，還將介紹米氏散射，分析其與瑞利散射的差異，以及在雲、霧、雨滴等現象中的應用。拉曼散射作為一種重要的光譜技術，其原理和應用也將得到闡述。 第七章：相乾光與激光 本章專門探討相乾光及其重要應用——激光。我們將首先深入理解相乾光的基本概念，包括時間相乾性和空間相乾性，並迴顧導緻不相乾的因素。在此基礎上，本書將詳細介紹激光的産生原理，包括粒子數反轉、受激輻射等關鍵概念。激光器的工作原理、不同類型的激光器（如氣體激光器、半導體激光器、固體激光器）及其特性也將被一一解析。激光在通信、醫療、工業加工、科研等領域的革命性應用將貫穿本章。 第八章：光的全反射與奇特的反射 本章將聚焦於光的全反射現象，詳細闡述全反射的發生條件，並探討其在光縴通信、棱鏡設計中的核心作用。我們還將介紹一些更為奇特的反射現象，例如鏡麵反射與漫反射的對比，以及在特定材料或結構下可能齣現的特殊反射效果，例如虹彩效應或結構色。 第九章：光學儀器 本章將光學原理與實際應用相結閤，重點介紹幾種基本的光學儀器。讀者將學習望遠鏡（摺射望遠鏡、反射望遠鏡）和顯微鏡（光學顯微鏡）的成像原理、放大率計算以及關鍵性能指標。此外，還將介紹照相機、人眼等光學係統的基本結構與工作方式，並分析它們在成像過程中的光學規律。 第十章：光的能量與動量 本章將深入探討光的能量和動量概念。我們將引入光子的概念，並基於普朗剋公式和愛因斯坦的光電效應方程，詳細解釋光的能量量子化。光壓和動量守恒定律也將得到闡述，並分析光波與物質相互作用時能量和動量的傳遞。 第十一章：現代光學基礎（導論） 本章為讀者打開現代光學的大門，介紹一些現代光學領域的重要概念和研究方嚮。我們將簡要介紹光學測量技術，如全息術、乾涉測量技術在高精度測量中的應用。非綫性光學現象，如二次諧波産生、光學參量振蕩等，也將初步涉及，為讀者後續深入學習打下基礎。 第十二章：光學在現代科技中的應用 本章將進一步拓展光的應用範圍，展示光學在各個領域的實際價值。除瞭前麵章節提及的應用，我們將重點介紹光學在通信（光縴通信）、信息存儲（光盤）、生物醫學（內窺鏡、激光手術）、新能源（太陽能電池）、材料科學（光學成像錶徵）等方麵的最新進展和典型案例。 第十三章：光學發展前沿 本章將帶領讀者展望光學學科的未來。我們將簡要介紹當前光學研究的熱點領域，例如超材料與負摺射率光學，量子光學及其在量子計算、量子通信中的潛力，納米光學與光子晶體，以及生物光子學的發展趨勢。 本書的特色： 《光學教程（第2版）》在內容組織上力求循序漸進，從基礎概念到前沿應用，層層遞進。在數學推導上，力求嚴謹準確，同時輔以大量的圖示和實例，幫助讀者理解抽象的物理概念。每章末都設有習題，涵蓋瞭不同難度和類型的題目，以幫助讀者鞏固所學知識。本書適閤作為高等院校物理學、光信息科學與技術、電子工程等相關專業本科生和研究生的教材，也可供從事光學研究和工程技術工作的專業人員參考。 通過學習本書，讀者不僅能掌握光學學的基本理論和方法，更能深刻理解光在現代科學技術中的重要作用，為進一步深入學習和開展相關研究奠定堅實的基礎。