光学教程（第5版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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姚启钧 著，华东师大光学教材编写组 编

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• 光学
• 物理学
• 教程
• 光学原理
• 光线学
• 波动光学
• 几何光学
• 衍射
• 干涉
• 偏振
• 光学仪器

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040400823

版次：5

商品编码：12241825

包装：平装

丛书名： “十二五”普通高等教育本科国家级规划教材

开本：16开

出版时间：2014-08-01

用纸：胶版纸

页数：401

字数：490000

正文语种：中文

内容简介

　　《光学教程（第5版）》是“十二五”普通高等教育本科规划教材，是在姚启钧原著《光学教程》（第四版）的基础上，根据多年的教学实践经验及广大读者的反馈意见和建议，结合科技和教学的发展修订而成的。
　　《光学教程（第5版）》本次修订保持了原书的主要特点和基本框架，努力探索教学内容的现代化，对传统内容进行了精选、整合和构建，简化了几何光学、光学仪器、光的偏振部分，着重更新了现代光学部分并加入了“视窗与链接”等拓展内容。
　　《光学教程（第5版）》内容包括经典光学的主要原理（干涉、衍射、几何光学原理、光学仪器原理、光的偏振、光的吸收、散射和色散）和应用，并适当介绍了现代光学的基本原理（光的量子性及现代光学基础）和应用。书中有些公式的数学推导作为附录列于各章之末，每章均配有适当的例题和习题。
　　《光学教程（第5版）》适用于64～72学时的课程讲授。
　　《光学教程（第5版）》可作为高等师范院校物理专业的教材，也可作为综合性大学、高等理工科院校有关专业的教学参考书，并可供中学物理教师参考。

内页插图

目录

绪论
0．1 光学的研究内容和方法
0．2 光学发展简史

第1章 光的干涉
1．1 波动的独立性、叠加性和相干性
1．2 由单色渡叠加所形成的干涉图样
1．3 分波面双光束干涉
1．4 干涉条纹的可见度光波的时间相干性和空间相干性
1．5 菲涅耳公式
1．6 分振幅薄膜干涉（一）——等倾干涉
1．7 分振幅薄膜干涉（二）——等厚干涉
视窗与链接混虫翅膀上的彩色
1．8 迈克耳孙干涉仪
1．9 法布里-珀罗干涉仪多光束干涉
1．10 光的干涉应用举例牛顿环
视窗与链接增透膜与高反射膜
附录1．1 振动叠加的三种计算方法
附录1．2 简谐波的表达式复振幅
附录1．3 菲涅耳公式的推导
附录1．4 额外光程差
附录1．5 有关法布里一珀罗干涉仪的（1-38）式的推导
附录1．6 有同一相位差的多光束叠加
习题

第2章 光的衍射
2．1 惠更斯-菲涅耳原理
2．2 菲涅耳半波带菲涅耳衍射
视窗与链接透镜与波带片的比较
2．3 夫琅禾费单缝衍射
2．4 夫琅禾费圆孔衍射
2．5 平面衍射光栅
视窗与链接光碟是一种反射光栅
2．6 晶体对X射线的衍射
视窗与链接与X射线有关的诺贝尔奖
附录2．1 夫琅禾费单缝衍射公式的推导
附录2．2 夫琅禾费圆孔衍射公式的推导
附录2．3 平面光栅衍射公式的推导
习题

第3章 几何光学的基本原理
3．1 几个基本概念和定律费马原理
3．2 光在平面界面上的反射和折射光导纤维
视窗与链接光导纤维及其应用
3．3 光在球面上的反射和折射
3．4 光连续在几个球面界面上的折射虚物的概念
3．5 薄透镜
3．6 近轴物近轴光线成像的条件
3．7 共轴理想光具组的基点和基面
视窗与链接集成光学简介
附录3．1 图3-6中P1和P|点坐标的计算
附录3．2 棱镜最小偏向角的计算
附录3．3 近轴物在球面反射时物像之间光程的计算
附录3．4 空气中的厚透镜物像公式的推导
习题

第4章 光学仪器的基本原理
4．1 人的眼睛
4．2 助视仪器的放大本领
4．3 目镜
4．4 显微镜的放大本领
4．5 望远镜的放大本领
视窗与链接太空实验室——哈勃太空望远镜
4．6 光阑光瞳
4．7 光度学概要——光能量的传播
视窗与链接三原色原理
4．8 物镜的聚光本领
视窗与链接数码相机
4．9 像差概述
视窗与链接现代投影装置
4．10 助视仪器的像分辨本领
视窗与链接扫描隧穿显微镜
4．11 分光仪器的色分辨本领
习题

第5章 光的偏振
5．1 自然光与偏振光
5．2 线偏振光与部分偏振光
视窗与链接人造偏振与立体
5．3 光通过单轴晶体时的双折射现象
5．4 光在晶体中的波面
5．5 光在晶体中的传播方向
5．6 偏振器件
5．7 椭圆偏振光和圆偏振光
5．8 偏振态的实验检验
5．9 偏振光的干涉
5．10 场致双折射现象及其应用
视窗与链接液晶的电光效应及其应用
5．11 旋光效应
5．12 偏振态的矩阵表述琼斯矢量和琼斯矩阵
附录5．1 从沃拉斯顿棱镜出射的两束线偏振光夹角公式（5一15）的推导
习题

第6章 光的吸收、散射和色散
6．1 电偶极辐射对反射和折射现象的解释
6．2 光的吸收
6．3 光的散射
视窗与连接光的散射与环境污染检测
6．4 光的色散
6．5 色散的经典理论
习题

第7章 光的量子性
7．1 光速“米”的定义
视窗与链接光频梳
7．2 经典辐射定律
7．3 普朗克辐射公式
视窗与链接2006年诺贝尔物理学奖
7．4 光电效应
7．5 爱因斯坦的量子解释
视窗与链接双激光束光捕获
7．6 康普顿效应
7．7 德布罗意波
7．8 波粒二象性
附录7．1 从普朗克公式推导斯特藩一玻耳兹曼定律
附录7．2 从普朗克公式推导维恩位移定律
习题

第8章 现代光学基础
8．1 光与物质相互作用
8．2 激光原理
8．3 激光的特性
8．4 激光器的种类
视窗与链接超辐射激光器
8．5 非线性光学
8．6 激光在生物学中的应用
视窗与链接光声断面成像
视窗与链接原子X射线激光器
8．7 信息光学
视窗与链接拍摄原子运动的照片
8．8 光学信息技术及其应用
视窗与链接计算全息加速生物组织工程的制造进程
附录8．1 傅里叶变换
附录8．2 单色光波复振幅的展开
习题

基本物理常量表
习题答案
主要参考书目

前言/序言

　　本教程自2008年6月出版第四版以来，经过了多年的教学实践，现根据广大读者的反馈意见和建议，结合科技和教学的发展，对第四版进行了修订。
　　本版保持了原有的在阐述基本知识、基本概念、基本规律诸方面的特色外，努力探索教学内容的现代化，对传统内容进行了精选、整合和构建，简化了几何光学、光学仪器、光的偏振部分，着重更新了现代光学部分并加入了“视窗与链接”，以使内容得以拓展。
　　在内容方面，本次修订引进了许多现代光学的新成就，诸如光声断面成像、原子X射线激光器、拍摄原子运动的照片、计算全息加速生物组织工程的制造过程等，还在例题和习题中渗透了现代光学知识，设置了开放性习题。在光学教学与信息技术整合方面，正在编制《光学教程（第五版）电子教案》，配置了相应素材，另外还配有《光学教程（第五版）学习指导书》，力图提供立体化的教学资源平台。
　　本书在着重讲清理论的同时，努力与科学、技术、社会和环境（STSE）紧密联系，诸如与X射线有关的诺贝尔奖、DVD是一种反射光栅、超薄纳米光学器件、3D电影、光的散射与环境污染监测等，其目的是创设一种情景，使学生理解光学知识在实际中的应用，提高学习兴趣，以更能适应师范院校使用本书的需要。
　　为了适应教学改革的需求和适应不同学时的需要，本书对内容进行了增删，在教材内容和习题的配置上实行A-B制。A制包括大、小字全部内容，而B制仅采用大字部分内容，小字部分在标题中以“*”表示。
　　本书定位于高等师范院校物理专业的教材，也可作为综合性大学、高等工科院校有关专业的教学参考书，并可供中学物理教师参考。
　　本书由宣桂鑫负责全书的策划和统稿，并编写序言、绪论、第1、第2、第4、第6章，蒋可玉负责第3、第5章，沈珊雄、黄燕萍负责第7、第8章。
　　本书有幸被选入“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材和高等教育百门精品课程教材选题计划项目，这是同行对编者的鼓励和厚爱。谨向历年热忱地向我们提供使用意见和建议的广大教师和读者致以衷心的感谢。本书在修订和审阅过程中，高等教育出版社的高聚平，王硕同志为我们提供了宝贵的意见和帮助，在此一并向他们表示诚挚的谢意。书中定有不少缺点、遗漏或错误，恳请广大教师和读者不吝指正。

宇宙的织锦：从微观粒子到宏伟星系——前沿天体物理学探索 作者： 张文涛，李静华 出版社： 宇航科学出版社 版次： 2024年第一版 页数： 850页 定价： 198.00 元 --- 内容简介 本书是一部全面、深入、前沿的天体物理学专著，旨在为高年级本科生、研究生以及专业研究人员提供一个理解宇宙运作机制的综合性框架。它跳脱出传统天体物理学的经典范畴，聚焦于二十一世纪以来观测技术飞跃和理论模型革新所带来的全新视角和未解之谜。全书结构严谨，内容涵盖从基本粒子在极端宇宙环境中的行为，到宇宙大尺度结构的形成与演化，辅以最新的实验数据和数值模拟结果进行阐释。 第一部分：极端环境下的粒子物理与场论（第1章至第3章） 本部分深入探讨了在地球上无法轻易复制的宇宙极端物理条件下的物质行为。 第1章：宇宙射线与高能粒子加速机制 本章首先回顾了宇宙射线的历史发现与基本分类，重点剖析了银河系内和银河系外起源的超高能宇宙射线。我们详细讨论了费米加速机制（Fermi Acceleration）的改进模型，包括激波加速（Shock Acceleration）和湍流介质中的随机加速。特别地，本章引入了对脉冲星风星云（PWN）作为宇宙射线“工厂”的最新理解，并讨论了暗物质湮灭或衰变可能产生的间接证据，如可能存在的反物质异常。 第2章：中子星与夸克物质的内部结构 中子星是检验强相互作用理论的终极实验室。本章从广义相对论的框架出发，推导了稳定天体的一般性质量-半径关系。重点分析了中子星内部状态方程（Equation of State, EoS）的构建。我们详尽对比了基于核子、超子以及可能存在的奇异夸克物质（如$Lambda$、$Sigma$超子或$u, d, s$夸克混合物）对星体质量上限的影响。最新的观测数据，特别是引力波事件GW170817 及其对潮汐形变参数的约束，被用来检验不同EoS模型的有效性。 第3章：黑洞热力学与信息悖论的现代视角 本章超越了经典的克尔（Kerr）和史瓦西（Schwarzschild）解，专注于黑洞的量子效应。详细阐述了霍金辐射（Hawking Radiation）的半经典推导及其面临的紫外发散问题。随后，本章深入探讨了黑洞信息悖论的最新进展，包括火墙（Firewall）假说、软毛（Soft Hair）理论以及AdS/CFT对偶在理解信息丢失机制中的应用。我们着重讨论了量子引力理论（如圈量子引力或弦论的某些截断模型）如何试图解决信息回收的问题。 第二部分：星系形成与宇宙学演化（第4章至第7章） 这部分内容聚焦于宇宙的宏观结构，从第一批恒星的诞生到当前观测到的宇宙网的形成。 第4章：暗物质的性质与晕结构 暗物质是理解星系动力学的关键。本章详细介绍了当前主流的冷暗物质（CDM）模型，并对弱相互作用重粒子（WIMPs）和轴子（Axions）等候选者进行了综述。通过对矮椭球星系（dSph）中恒星速度弥散的分析，我们探讨了暗物质晕的密度廓线模型，特别是NFW和Einasto模型之间的差异。此外，本章还讨论了“小尺度挑战”，如“缺失的卫星星系问题”和“过密子核问题”，以及如何通过改进的星系形成模拟（如包含反馈机制）来调和这些理论与观测之间的矛盾。 第5章：活动星系核（AGN）与反馈机制 活动星系核是宇宙中能量释放最剧烈的现象之一。本章系统梳理了不同类型的AGN（如塞弗特星系和类星体），并重点分析了中心超大质量黑洞（SMBH）吸积盘的辐射机制，包括相对论性喷流的产生和准周期振荡（QPOs）。核心内容在于“AGN反馈”对宿主星系演化的影响，特别是加热和驱散星系内冷气体，从而有效抑制恒星形成，解释了“红移迷思”（Red Sequence）的形成过程。 第6章：早期宇宙再电离与第一批恒星（Population III） 再电离纪元是宇宙演化史上的一个关键转折点。本章回顾了宇宙微波背景辐射（CMB）的观测证据，并聚焦于寻找再电离信号的观测努力（如21cm谱线观测）。我们详细推导了第三代星族（Population III，只由氢和氦组成的恒星）的质量函数和演化路径。探讨了这些巨型、短寿恒星对早期宇宙化学丰度的影响，以及它们如何可能通过辐射压力驱动星系形成初期的气体外流。 第7章：引力波天文学的新窗口 引力波天文学已成为探索时空本质的革命性工具。本章不仅复习了LIGO/Virgo/KAGRA探测到的双黑洞并合（BBH）和双中子星并合（BNS）事件，还深入探讨了从中可以提取的物理信息，例如黑洞的自旋分布、潮汐刚度参数的测量。本章还展望了未来探测器，如LISA（激光干涉空间天线）将如何探测超大质量黑洞并合事件，以及脉冲星计时阵列（PTA）对低频引力波背景的探测潜力，这可能揭示早期宇宙相变或超大质量黑洞的合并历史。 第三部分：暗能量与宇宙学模型（第8章至第10章） 本部分聚焦于支配宇宙整体命运的暗能量，以及检验标准宇宙学模型的最新方法。 第8章：暗能量的参数化与检验 宇宙加速膨胀的驱动力——暗能量，仍然是最大的谜团。本章详细介绍了描述暗能量性质的参数化模型，特别是状态方程参数$w$（$w = P/ ho$）及其随时间的变化（$w_a$）。我们对比了利用标准探针——Ia型超新星距离测量、重子声学振荡（BAO）和星系红移巡天——来约束$w$和$w_a$的最新结果。 第9章：重力学的检验与修正引力理论 标准宇宙学模型（$Lambda$CDM）基于爱因斯坦的广义相对论。本章探讨了在宇宙尺度上检验广义相对论的最新方法，特别是通过测量不同尺度上的引力透镜效应和结构生长因子$fsigma_8$。我们比较了诸如张量-矢量-标量引力（TeVeS）和$f(R)$引力等修正引力理论，分析了它们如何试图在不引入暗能量的情况下解释宇宙加速膨胀。 第10章：多尺度宇宙学模拟与未来展望 本章总结了当前大规模数值模拟的进展，如IllustrisTNG和EAGLE项目，这些模拟成功地整合了从星系团到恒星形成的全尺度物理反馈过程。最后，本章展望了下一代观测项目，如欧几里得（Euclid）空间望远镜、薇拉·鲁宾天文台（LSST）以及下一代21cm强度测绘，这些项目将提供前所未有的统计精度，有望揭示暗能量的真实性质，或迫使我们对宇宙学的基本图景进行重大的修正。 --- 特色与优势 1. 理论与观测的紧密结合： 每一章节都详细引用了近五年内发表在《天体物理学杂志》（ApJ）、《自然天文学》（Nature Astronomy）和《物理评论快报》（PRL）等顶级期刊上的突破性观测数据和理论突破。 2. 强调前沿交叉学科： 深度融合了粒子物理学、量子场论和广义相对论的知识，为读者提供了理解宇宙极端物理的必备工具。 3. 详尽的数学推导： 关键物理模型（如相对论性流体力学方程、辐射转移方程等）均提供了清晰的步骤推导，便于研究生深入理解背后的物理机制。 4. 丰富的图表和数据可视化： 书中包含超过300幅精心制作的插图、数据拟合曲线和模拟结果可视化，帮助读者直观理解复杂概念。 本书是希望站在现代天体物理学前沿的学者和学生不可或缺的参考读物。

评分☆☆☆☆☆

我是一位正在准备考研的光学专业的学生，一直在寻找一本既能涵盖考研大纲要求，又能作为深入学习参考的书籍。《光学教程（第5版）》完全超出了我的预期！这本书的全面性让我印象深刻，它不仅囊括了大学光学课程的所有关键内容，而且在一些重要的专题上，如波动光学、偏振、散射等，都进行了深入的探讨。让我特别惊喜的是，书中附带的习题质量非常高，既有基础巩固题，也有一些具有挑战性的综合题，这对于巩固知识、提高解题能力非常有帮助。而且，我注意到作者在讲解过程中，始终注重理论与实际的结合，穿插了不少最新的研究进展和应用实例，这对于我了解光学的前沿动态非常有价值。这本书让我对光学知识的掌握更加扎实，信心也大增。我坚信，在它的帮助下，我的考研之路会更加顺利。

评分☆☆☆☆☆

这本书真的是我光学学习道路上的“灯塔”！作为一个在光学领域摸爬滚打多年的研究人员，我一直在寻找一本能够帮助我系统梳理知识、拓展视野的参考书。《光学教程（第5版）》做到了！它在保持传统光学精髓的同时，又紧密结合了当代的最新发展。我尤其赞赏书中对一些前沿问题的讨论，比如纳米光学、光子晶体等，作者的分析既有深度又不失广度。书中的数学推导严谨而清晰，逻辑性极强，能够引导读者深入理解物理本质。而且，作者在参考文献的选取上也十分用心，为读者提供了进一步深入研究的线索。我多次在这本书中找到了解决研究难题的灵感。它不仅仅是一本教程，更像是一本光学领域的“百科全书”，让我能够随时查阅、学习，不断更新自己的知识储备。这本书的价值，远远超出了它的价格。

评分☆☆☆☆☆

这本《光学教程（第5版）》真的是把我彻底征服了！我一直对光学领域充满好奇，但总觉得理论知识枯燥乏味，学习起来总是提不起劲。直到我遇到它，我才明白，原来光学可以这么有趣，这么容易理解！书中的讲解深入浅出，即使是初学者也能轻松跟上。作者用生动的语言和丰富的实例，将抽象的光学概念变得具象化。我特别喜欢书中关于衍射和干涉的章节，作者通过各种生活中的例子，比如肥皂泡的颜色、CD片的光泽，让我看到了光学在日常生活中的广泛应用。这不仅仅是一本教科书，更像是一位循循善诱的老师，引领我一步步探索光明的奥秘。而且，书中的插图和图表也非常精美，配合文字阅读，更能加深理解。每一次翻开这本书，都感觉像是在进行一场奇妙的光学之旅，让我对接下来的学习充满了期待。我迫不及待地想继续探索这本书的深邃内容，相信它会带给我更多惊喜和收获。

评分☆☆☆☆☆

对于《光学教程（第5版）》这本书，我只能用“相见恨晚”来形容。我是一名光学专业的学生，在之前的学习过程中，接触过不少光学教材，但都觉得要么过于理论化，要么过于浅显，始终未能找到一本能真正打动我的。这本书的出现，恰恰填补了我的这一空白。它在理论深度上做到了很好的平衡，既有严谨的数学推导，又不失直观的物理图像。我尤其欣赏作者在处理复杂概念时的细致和耐心，仿佛在一步步引导读者构建完整的知识体系。书中对近代光学部分的内容阐述得尤为精彩，无论是量子光学还是光通信，都给了我全新的认识。我感觉作者不仅仅是在传授知识，更是在传递一种科学思维方式，教会我如何去分析问题、解决问题。阅读这本书的过程，就像是在与一位经验丰富的老教授对话，他用他毕生的学识，为我铺就了一条通往光学殿堂的光明大道。这本书对我未来的学习和研究，无疑将产生深远的影响。

评分☆☆☆☆☆

这本书的编排和内容设计简直是为我量身定做的！我是一名业余的光学爱好者，一直想系统地学习光学知识，但苦于没有合适的入门教材。很多市面上的书籍要么内容过于陈旧，要么过于偏重某一特定方向。而《光学教程（第5版）》却给我带来了耳目一新的感觉。它涵盖了光学最核心的知识点，从几何光学的基础到物理光学，再到更前沿的近代光学，脉络清晰，过渡自然。我特别喜欢书中对每一个概念的讲解都配有详细的推导过程和图示，这对于我这样没有深厚数学功底的读者来说，简直是福音。而且，作者还巧妙地融入了一些历史故事和科学家的趣闻，让学习过程不再枯燥。读这本书，我感觉自己不仅仅是在学习知识，更是在了解光学的历史演进，感受科学的魅力。它激发了我对光学更深层次的探索欲望，让我意识到光学远比我想象的要精彩得多。