基础光学 9787111521686 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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潘路军 著

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111521686

商品编码：29805224647

包装：平装

出版时间：2016-04-01

基本信息

书名：基础光学

定价：29.00元

作者：潘路军

出版社：机械工业出版社

出版日期：2016-04-01

ISBN：9787111521686

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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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。 欢迎选用本书作教材的老师登录�眂mpedu�毕略孛夥训缱涌渭�，或发邮件到jinacmp@163�彼魅　�

目录

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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祭铼茬曷薷缮嬉窍疤獾�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

作者介绍

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文摘

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序言

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光影织锦：穿越视觉的奥秘 这是一本关于光，关于我们如何看见世界，关于那些无声无息却又至关重要的物理现象的书。它不只是枯燥的公式和定理堆砌，而是试图揭示隐藏在日常现象背后的深刻原理，用严谨的科学语言编织出令人着迷的光学图景。从遥远星辰的光芒如何抵达我们的眼睛，到微观粒子如何操控着我们所见的色彩，这本书将带领我们踏上一场探索视觉本质的奇妙旅程。 我们的世界之所以五彩斑斓，充满生机，很大程度上源于光。光，这个既熟悉又神秘的能量形式，是生命得以延续的基石，也是我们感知世界的主要媒介。然而，当我们试图深入探究光的本质时，便会发现它远非我们肉眼所见的那么简单。这本书将从最基础的层面出发，层层递进，为您呈现一个关于光的全方位认知。 首先，我们将一同回顾并深入理解“光”的经典描述——波动性。想象一下，当你在平静的水面上投下一颗石子，会激起一圈圈涟漪，向四周扩散。光，在某种意义上，也像这样的波。我们会详细探讨光的波长、频率、振幅等基本属性，理解它们如何决定了我们所感受到的颜色、亮度以及光的其他特性。例如，为什么天空是蓝色的？为什么日出日落时天空会呈现出迷人的橘红色？这些看似简单的自然现象，背后都隐藏着光波与物质相互作用的精妙规律，而本书将为你一一揭示。 光的波动性也带来了许多令人惊叹的现象，如干涉和衍射。你是否曾近距离观察过肥皂泡上的绚丽色彩？那并非肥皂本身具有如此丰富的色彩，而是由于光在肥皂膜的内外表面发生干涉所致。书本将详细讲解干涉的原理，包括相长干涉和相消干涉，以及不同厚度的薄膜如何产生不同的色彩。同样，当我们看到影子边缘并非清晰锐利，而是略显模糊，那也是衍射作用的体现。衍射告诉我们，光线在传播过程中，遇到障碍物时会发生弯曲，这是波动性的另一有力证据。本书将通过清晰的图示和通俗的解释，让这些抽象的概念变得具体可感。 然而，随着科学的不断发展，我们又发现了光的另一面——粒子性。光不仅仅是波，它还表现出粒子的特性，这种奇特的双重性是现代物理学的基石之一。我们将引入光子的概念，理解能量如何以一份份离散的“光子”形式存在和传播。爱因斯坦对光电效应的解释，便是揭示光子特性的重要里程碑。当光照射到某些金属表面时，会激发出电子，而这种激发的程度与光的频率（即光子的能量）直接相关，而非光的强度。本书将深入探讨光电效应的实验证据和理论解释，帮助读者理解这一革命性的发现是如何颠覆了人们对光的认知。 理解光的波动性和粒子性，是掌握光学现象的关键。本书将在这两个核心概念的基础上，进一步探讨光的传播。在均匀介质中，光沿直线传播，这是我们最直观的感受，也是许多光学器件设计的基础。然而，当光遇到不同介质的界面时，会发生反射和折射。我们将详细介绍反射定律和折射定律（斯涅尔定律），并探讨全反射现象——当光从光密介质射向光疏介质时，当入射角大于临界角时，光线将不会折射入另一介质，而是完全反射回原介质。这一原理在光纤通信等现代科技中扮演着至关重要的角色。 透镜和镜面是光学中最基本也是最重要的成像元件。本书将深入分析各种透镜（如凸透镜、凹透镜）和镜面（如平面镜、凹面镜、凸面镜）的成像原理。通过作图法和透镜公式、成像公式，我们将学会如何预测物体在不同透镜和镜面下的成像位置、大小和性质。从简单的放大镜，到复杂的照相机镜头、望远镜，再到我们眼睛本身的晶状体，都离不开对透镜成像原理的深刻理解。本书将为你一一剖析这些光学器件的奥秘，让你恍然大悟，原来我们习以为常的视觉体验，背后蕴含着如此精妙的光学设计。 色彩，是视觉世界中最迷人的部分。本书也将花费篇幅探讨光的色散和颜色混合。当白光通过三棱镜时，会分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光谱，这是因为不同颜色的光在介质中的折射率略有差异。我们将深入理解光的色散现象，并探讨我们如何感知颜色。同时，我们也会介绍加色混合（如屏幕上的颜色混合）和减色混合（如颜料混合）的原理，理解不同颜色光混合后会产生什么样的效果。 除了以上基础概念，本书还会触及更广泛的应用领域。例如，偏振光。当你戴上偏光太阳镜时，你会发现水面、玻璃上的反光被显著减弱，这是因为偏光太阳镜能够过滤掉特定方向的偏振光。本书将解释什么是偏振光，以及偏振光在液晶显示、3D电影等技术中的重要应用。 此外，我们还将探讨光的衍射在更广泛的场景中的表现，比如单缝衍射、多缝衍射，以及它们在分辨能力上的意义。这对于理解望远镜等光学仪器的极限至关重要。 本书并非仅仅停留在理论层面，它会通过大量的实例和贴近生活的现象，帮助读者建立起对光学世界的直观认识。例如，我们为什么在水中看物体会变形？彩虹是如何形成的？激光又是如何实现其强大功能的？这些问题都将在书中找到令人满意的解答。 总而言之，这本书旨在构建一个完整、清晰、富有逻辑的光学知识体系。它将引导你从光的本质出发，理解光的传播、成像，以及光的各种奇妙现象。通过学习本书，你不仅能掌握光学领域的基础知识，更能培养科学的思维方式，学会用光的语言去解读和理解我们所处的世界。无论是对光学感兴趣的学生，还是希望深入了解视觉科学的爱好者，亦或是对光学应用领域有所涉猎的专业人士，都能从中获益匪浅，获得一次关于光与视觉的深度探索之旅。

评分☆☆☆☆☆

这本书在我书架上已经安静地躺了几个月，直到最近，我才真正开始翻开它。我一直对光的神奇之处充满好奇，尤其是在了解到它如何影响我们的视觉、如何被用于各种高科技设备后。这本书的封面设计简洁而富有科技感，书名“基础光学”更是直接点明了主题，让我对接下来的阅读充满期待。我个人不太喜欢那种上来就堆砌大量公式和证明的书籍，我更倾向于那种能够层层递进，从基本概念出发，逐步深入到复杂现象的书。我希望这本书能够很好地平衡理论性和实践性，既能让我理解光学背后的原理，又能感受到它在现实世界中的应用。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对自然科学有着浓厚兴趣的爱好者，我总是在寻找能够拓宽视野、深化理解的读物。光学，这个既古老又充满现代活力的领域，一直以来都吸引着我。我接触过一些关于光学的入门级科普读物，它们让我对光的波动性和粒子性有了一定的概念，但总觉得少了些什么，仿佛隔着一层纱。我渴望找到一本能够真正深入浅出地解释那些看似深奥的物理原理的书籍，让我能够理解光的衍射、干涉是如何发生的，以及偏振光在日常生活中扮演的角色。这本书的出版信息给我留下了一些初步的印象，我希望它能够满足我对于系统性学习光学的需求，并且在阅读过程中不会让我感到枯燥乏味，而是能够通过清晰的解释和生动的例子，将我带入一个奇妙的光学世界。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在校大学生，专业与物理相关，虽然不是直接学习光学，但在很多课程中都会涉及到光学的知识，比如近代物理、量子力学等。我感觉我目前对光学的理解还停留在比较零散的状态，很多概念虽然见过，但并没有完全掌握其精髓。因此，我一直在寻找一本能够帮助我梳理光学知识体系，并且能为我后续更深入的学习打下坚实基础的书籍。我希望这本书能够涵盖光学的主要分支，包括几何光学、波动光学和部分物理光学的内容，并且在讲解过程中注重逻辑性和连贯性，能够让我清晰地认识到不同光学现象之间的内在联系。

评分☆☆☆☆☆

我一直对物理学中那些“抽象”的概念感到着迷，比如光波的干涉和衍射。我曾经尝试阅读一些相关的科普文章，但总觉得难以完全消化。我希望这本书能够用一种更直观、更有条理的方式来解释这些概念。我喜欢那些能够将抽象的物理原理与具体的现象联系起来的解释。例如，当谈到衍射时，我希望能够看到关于单缝衍射、双缝干涉的清晰图示和解释，并且能够理解它们在现实世界中的应用，比如CD盘上的彩虹色，或者高分辨率成像技术。

评分☆☆☆☆☆

我是一家小型光学元件制造公司的技术支持人员，工作中经常需要与客户沟通，解释产品的光学性能和原理。虽然我的工作与光学息息相关，但我总觉得自己对光学理论的掌握还不够扎实，有时候在面对客户提出的专业问题时，会感到力不从心。我希望能够找到一本能够系统性地梳理光学基础理论，并且能用清晰易懂的语言解释那些复杂的物理现象的书籍。这本书能否帮助我建立起更坚实的光学知识框架，从而更好地理解和解释我所接触到的各种光学元件呢？

评分☆☆☆☆☆

我是一名对摄影有着执着追求的业余摄影师。我深知光学在摄影中的核心作用，无论是镜头的光学设计，还是光线的折射、反射对成像的影响，都直接关系到照片的最终质量。我希望能够通过阅读一本高质量的光学书籍，来加深我对镜头成像原理、景深控制、失真校正等方面的理解。我期待这本书能够不仅仅讲解理论，还能提供一些与摄影相关的实际案例分析，或者至少让我能够从光学原理的角度出发，更深入地理解为什么某些镜头会拍出特定的效果，以及如何通过光学原理来指导我的摄影创作。

评分☆☆☆☆☆

我一直相信，科学的魅力在于它能够解释我们身边发生的一切。光学，作为一门基础学科，更是与我们的日常生活息息相关。我希望能够找到一本能够让我重新认识我们所处世界的“光”的书籍。这本书能否让我理解彩虹的形成，为什么天空是蓝色的，镜子是如何成像的，甚至是指南针的磁性是如何与光产生联系的（虽然我知道这可能有些牵强，但我的意思是希望它能带给我意想不到的连接）。我期待这本书能够激发我的求知欲，让我用一种全新的视角来观察和理解这个充满光的世界。

评分☆☆☆☆☆

作为一个喜欢DIY并且对光学仪器有浓厚兴趣的爱好者，我常常会在制作一些小装置时遇到光学方面的问题。例如，如何优化镜头组合以获得更好的成像效果，如何理解望远镜的原理，以及如何设计简单的光谱仪等。我一直想找一本既能讲解基础光学原理，又能提供一些实际应用指导的书籍。我希望这本书能够不仅仅是理论的堆砌，更能在讲述基本概念的同时，给出一些与实际光学器件设计和应用相关的思路和方法，让我能够将学到的知识真正地应用到我的兴趣爱好中去。

评分☆☆☆☆☆

我是一位曾经对物理充满热情，但因为种种原因中断学习的“过来人”。现在，随着年龄的增长和对世界的好奇心重燃，我开始重新拾起那些曾经让我着迷的科学领域。光学，对我而言，既熟悉又陌生。熟悉的是那些曾经在课本上见过的名词，陌生的是我早已忘记了其中的细节和推导过程。我希望这本书能够以一种更友好的方式来重新引导我回顾和学习光学知识，不要让我望而却步。我喜欢那种带有历史渊源的介绍，让我明白这些概念是如何被发现和发展起来的，同时也期待书中能够包含一些实验的描述，即使我无法亲自动手，也能通过文字的描绘来感受光学的魅力。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对宇宙充满好奇心的学生，我知道光在天文学研究中扮演着至关重要的角色，无论是来自遥远星系的可见光，还是不可见的射电波、X射线等。我希望能够找到一本能够帮助我理解这些不同波段的光是如何产生、传播以及如何被我们探测到的书籍。我期待书中能够包含一些关于望远镜原理、光谱分析等方面的介绍，让我能够更好地理解天文学家们是如何通过研究光来揭示宇宙奥秘的。