基礎光學 9787111521686 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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潘路軍 著

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齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111521686

商品編碼：29805224647

包裝：平裝

齣版時間：2016-04-01

基本信息

書名：基礎光學

定價：29.00元

作者：潘路軍

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2016-04-01

ISBN：9787111521686

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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本書對光學的普遍現象、基本原理和基礎理論體係進行瞭較全麵和係統的闡述，內容包括幾何光學、光學儀器和光度學，建立在波動理論基礎上的乾涉、衍射和偏振的理論和應用以及光與物質相互作用的原理和器件等，並配有適當的例題和習題以加深對知識的理解和掌握。本書可作為物理學、光電信息科學與工程、電子科學與技術、應用物理、測控技術與儀器等理工科專業本科學生的教材或參考書，也可作為相關行業技術人員的參考書。 歡迎選用本書作教材的老師登錄�眂mpedu�畢略孛夥訓繾湧渭�，或發郵件到jinacmp@163�彼魅　�

目錄

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前言緒論0��1光學及其研究內容0��2光學發展史0��3學習方法章幾何光學1��1幾何光學的基本概念和基本定律1��1��1光源、光波與光綫的概念1��1��2光綫傳播的基本定律1��1��3全反射1��1��4摺射棱鏡1��2惠更斯原理1��2��1惠更斯原理的物理錶述1��2��2對光的反射和摺射定律的解釋1��3費馬原理1��3��1光程的概念1��3��2費馬原理的錶述1��3��3費馬原理對幾何光學傳播定律的驗證1��4光學成像的基本概念1��4��1光束、光具組、像與物1��4��2物方和像方、理想光具組、物與像的共軛性1��4��3等光程性、等光程麵1��5共軸球麵組的成像規律1��5��1單球麵的摺射規律1��5��2傍軸光綫的成像規律1��5��3傍軸物點的成像規律和橫嚮放大率1��5��4多球麵逐次成像1��6透鏡及其成像規律1��6��1薄透鏡焦距公式1��6��2成像公式——高斯公式和牛頓公式1��6��3薄透鏡成像的作圖法1��6��4共軸透鏡組成像1��7光學成像儀器1��7��1眼睛的構造和成像機能1��7��2放大鏡和目鏡1��7��3顯微鏡1��7��4望遠鏡1��7��5照相機1��7��6投影儀1��8光度學和光闌1��8��1光度學簡介1��8��2輻射通量和光通量1��8��3發光強度1��8��4照度1��8��5亮度1��8��6光闌1��9像差1��9��1球差1��9��2彗差1��9��3像散和場麯1��9��4畸變1��9��5色像差習題第2章光的波動概念和描述2��1描述光波的基本參數2��2光速和光強2��3光波的基本分類及其數學描述2��3��1平麵波的數學描述2��3��2球麵波的數學描述2��3��3共軛光波及光強的復振幅錶示2��4波前函數習題第3章光的偏振3��1光波的偏振態3��1��1偏振片3��1��2自然光3��1��3綫偏振光3��1��4馬呂斯定律3��1��5部分偏振光3��1��6圓偏振光3��1��7橢圓偏振光3��2完全偏振光的瓊斯矩陣錶示3��2��1瓊斯矢量3��2��2偏振光的瓊斯矩陣錶示3��3立體視覺與立體電影3��3��1立體視覺3��3��2立體電影習題第4章光波在界麵的反射和摺射規律4��1入射、反射和摺射光的光矢量的分解4��2菲涅耳反射和摺射公式4��3光在界麵反射時的相位躍變——半波損失4��4光在介質界麵傳播時偏振態的變化——布儒斯特角4��5幾種典型情況下反射光的相位變化4��5��1正入射4��5��2掠入射*4��5��3全反射4��5��4光在多層介質界麵的反射和摺射4��6光強和能流的反射率和透射率4��7斯托剋斯倒逆關係習題第5章光的乾涉5��1波的疊加原理5��2波的相乾疊加和非相乾疊加5��2��1波的乾涉5��2��2相乾疊加5��3光波的相乾條件5��4兩個理想點光源的乾涉5��5楊氏乾涉5��6乾涉條紋的反襯度5��7分波前乾涉5��7��1菲涅耳雙麵鏡5��7��2菲涅耳雙棱鏡5��7��3勞埃德鏡5��8分振幅乾涉5��8��1等傾乾涉5��8��2等傾乾涉條紋的特點5��8��3等厚乾涉5��8��4楔形薄膜的等厚條紋——劈尖乾涉5��8��5牛頓環5��8��6增透膜和增反膜5��8��7邁剋爾遜乾涉儀5��8��8光場的時空相乾性5��8��9多光束乾涉�蔔ú祭錸茬曷薷繕嬉竅疤獾�6章光的衍射6��1衍射現象6��2光的衍射及其分類6��3衍射的特點6��4惠更斯�蔔頗�耳原理6��5菲涅耳�不�爾霍夫衍射積分公式6��6衍射的巴比涅原理6��7菲涅耳衍射6��8矢量圖解法6��9菲涅耳波帶片6��10夫琅禾費單縫衍射6��10��1利用振動矢量圖法求解單縫夫琅禾費衍射的光強分布6��10��2利用菲涅耳�蔔蚶藕譚蜒萇浠�分公式求解單縫夫琅禾費衍射的光強分布6��10��3夫琅禾費單縫衍射的光強分布特點6��11夫琅禾費矩孔衍射6��12夫琅禾費圓孔衍射以及光學儀器的分辨本領6��12��1夫琅禾費圓孔衍射6��12��2光學儀器的分辨本領習題第7章衍射光柵7��1夫琅禾費多縫衍射7��1��1多縫衍射的強度分布7��1��2縫間乾涉引起的光場分布7��2衍射光柵7��2��1光柵光譜的形成原理7��2��2光柵光譜的譜綫寬度7��2��3光柵的色散本領7��2��4光柵的色分辨本領7��2��5光柵的自由光譜範圍7��3閃耀光柵7��4全息技術基礎7��4��1全息技術發展曆史簡述7��4��2波前記錄與再現7��4��3全息照相的特點7��4��4全息圖的分類習題第8章晶體光學8��1雙摺射現象8��1��1晶體的光軸8��1��2晶體中光波的偏振8��2晶體中光波的波麵8��2��1主摺射率、正晶體和負晶體8��2��2晶體中的波麵8��3利用惠更斯作圖法確定o光和e光的傳播方嚮8��3��1光在主截麵內的斜入射8��3��2光在主截麵內的垂直入射8��3��3光在垂直於光軸的平麵內的斜入射8��4晶體光學器件8��4��1晶體偏振片8��4��2偏光棱鏡8��4��3偏光分束棱鏡8��4��4波晶片——偏振態的改變8��4��5補償器8��5偏振光的檢驗8��5��1自然光和圓偏振光的甄彆8��5��2部分偏振光和橢圓偏振光的甄彆8��6偏振光的乾涉8��6��1偏振片的相對位置引起的附加相位差8��6��2δ′=δ時偏振光的乾涉8��6��3δ′=δ π時偏振光的乾涉8��6��4齣現乾涉條紋的偏振光乾涉8��7電光效應8��7��1剋爾效應8��7��2泡剋耳斯效應8��8鏇光性8��8��1晶體的鏇光8��8��2液體的鏇光8��8��3對鏇光現象的解釋8��8��4磁緻鏇光習題第9章光波與介質的相互作用9��1光與物質相互作用的經典理論9��2光的色散9��2��1色散的觀測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光的散射現象9��4��2瑞利散射9��4��3米氏散射9��4��4拉曼散射習題附錄附錄A常用物理常數附錄B摺射率錶附錄C常用光源的典型譜綫和波長附錄D幾種物質的鏇光度率附錄E顯微鏡的物鏡和目鏡附錄F光度學單位換算錶附錄G典型光學玻璃的色散參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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光影織錦：穿越視覺的奧秘 這是一本關於光，關於我們如何看見世界，關於那些無聲無息卻又至關重要的物理現象的書。它不隻是枯燥的公式和定理堆砌，而是試圖揭示隱藏在日常現象背後的深刻原理，用嚴謹的科學語言編織齣令人著迷的光學圖景。從遙遠星辰的光芒如何抵達我們的眼睛，到微觀粒子如何操控著我們所見的色彩，這本書將帶領我們踏上一場探索視覺本質的奇妙旅程。 我們的世界之所以五彩斑斕，充滿生機，很大程度上源於光。光，這個既熟悉又神秘的能量形式，是生命得以延續的基石，也是我們感知世界的主要媒介。然而，當我們試圖深入探究光的本質時，便會發現它遠非我們肉眼所見的那麼簡單。這本書將從最基礎的層麵齣發，層層遞進，為您呈現一個關於光的全方位認知。 首先，我們將一同迴顧並深入理解“光”的經典描述——波動性。想象一下，當你在平靜的水麵上投下一顆石子，會激起一圈圈漣漪，嚮四周擴散。光，在某種意義上，也像這樣的波。我們會詳細探討光的波長、頻率、振幅等基本屬性，理解它們如何決定瞭我們所感受到的顔色、亮度以及光的其他特性。例如，為什麼天空是藍色的？為什麼日齣日落時天空會呈現齣迷人的橘紅色？這些看似簡單的自然現象，背後都隱藏著光波與物質相互作用的精妙規律，而本書將為你一一揭示。 光的波動性也帶來瞭許多令人驚嘆的現象，如乾涉和衍射。你是否曾近距離觀察過肥皂泡上的絢麗色彩？那並非肥皂本身具有如此豐富的色彩，而是由於光在肥皂膜的內外錶麵發生乾涉所緻。書本將詳細講解乾涉的原理，包括相長乾涉和相消乾涉，以及不同厚度的薄膜如何産生不同的色彩。同樣，當我們看到影子邊緣並非清晰銳利，而是略顯模糊，那也是衍射作用的體現。衍射告訴我們，光綫在傳播過程中，遇到障礙物時會發生彎麯，這是波動性的另一有力證據。本書將通過清晰的圖示和通俗的解釋，讓這些抽象的概念變得具體可感。 然而，隨著科學的不斷發展，我們又發現瞭光的另一麵——粒子性。光不僅僅是波，它還錶現齣粒子的特性，這種奇特的雙重性是現代物理學的基石之一。我們將引入光子的概念，理解能量如何以一份份離散的“光子”形式存在和傳播。愛因斯坦對光電效應的解釋，便是揭示光子特性的重要裏程碑。當光照射到某些金屬錶麵時，會激發齣電子，而這種激發的程度與光的頻率（即光子的能量）直接相關，而非光的強度。本書將深入探討光電效應的實驗證據和理論解釋，幫助讀者理解這一革命性的發現是如何顛覆瞭人們對光的認知。 理解光的波動性和粒子性，是掌握光學現象的關鍵。本書將在這兩個核心概念的基礎上，進一步探討光的傳播。在均勻介質中，光沿直綫傳播，這是我們最直觀的感受，也是許多光學器件設計的基礎。然而，當光遇到不同介質的界麵時，會發生反射和摺射。我們將詳細介紹反射定律和摺射定律（斯涅爾定律），並探討全反射現象——當光從光密介質射嚮光疏介質時，當入射角大於臨界角時，光綫將不會摺射入另一介質，而是完全反射迴原介質。這一原理在光縴通信等現代科技中扮演著至關重要的角色。 透鏡和鏡麵是光學中最基本也是最重要的成像元件。本書將深入分析各種透鏡（如凸透鏡、凹透鏡）和鏡麵（如平麵鏡、凹麵鏡、凸麵鏡）的成像原理。通過作圖法和透鏡公式、成像公式，我們將學會如何預測物體在不同透鏡和鏡麵下的成像位置、大小和性質。從簡單的放大鏡，到復雜的照相機鏡頭、望遠鏡，再到我們眼睛本身的晶狀體，都離不開對透鏡成像原理的深刻理解。本書將為你一一剖析這些光學器件的奧秘，讓你恍然大悟，原來我們習以為常的視覺體驗，背後蘊含著如此精妙的光學設計。 色彩，是視覺世界中最迷人的部分。本書也將花費篇幅探討光的色散和顔色混閤。當白光通過三棱鏡時，會分解成紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顔色的光譜，這是因為不同顔色的光在介質中的摺射率略有差異。我們將深入理解光的色散現象，並探討我們如何感知顔色。同時，我們也會介紹加色混閤（如屏幕上的顔色混閤）和減色混閤（如顔料混閤）的原理，理解不同顔色光混閤後會産生什麼樣的效果。 除瞭以上基礎概念，本書還會觸及更廣泛的應用領域。例如，偏振光。當你戴上偏光太陽鏡時，你會發現水麵、玻璃上的反光被顯著減弱，這是因為偏光太陽鏡能夠過濾掉特定方嚮的偏振光。本書將解釋什麼是偏振光，以及偏振光在液晶顯示、3D電影等技術中的重要應用。 此外，我們還將探討光的衍射在更廣泛的場景中的錶現，比如單縫衍射、多縫衍射，以及它們在分辨能力上的意義。這對於理解望遠鏡等光學儀器的極限至關重要。 本書並非僅僅停留在理論層麵，它會通過大量的實例和貼近生活的現象，幫助讀者建立起對光學世界的直觀認識。例如，我們為什麼在水中看物體會變形？彩虹是如何形成的？激光又是如何實現其強大功能的？這些問題都將在書中找到令人滿意的解答。 總而言之，這本書旨在構建一個完整、清晰、富有邏輯的光學知識體係。它將引導你從光的本質齣發，理解光的傳播、成像，以及光的各種奇妙現象。通過學習本書，你不僅能掌握光學領域的基礎知識，更能培養科學的思維方式，學會用光的語言去解讀和理解我們所處的世界。無論是對光學感興趣的學生，還是希望深入瞭解視覺科學的愛好者，亦或是對光學應用領域有所涉獵的專業人士，都能從中獲益匪淺，獲得一次關於光與視覺的深度探索之旅。

評分☆☆☆☆☆

我是一傢小型光學元件製造公司的技術支持人員，工作中經常需要與客戶溝通，解釋産品的光學性能和原理。雖然我的工作與光學息息相關，但我總覺得自己對光學理論的掌握還不夠紮實，有時候在麵對客戶提齣的專業問題時，會感到力不從心。我希望能夠找到一本能夠係統性地梳理光學基礎理論，並且能用清晰易懂的語言解釋那些復雜的物理現象的書籍。這本書能否幫助我建立起更堅實的光學知識框架，從而更好地理解和解釋我所接觸到的各種光學元件呢？

評分☆☆☆☆☆

我一直相信，科學的魅力在於它能夠解釋我們身邊發生的一切。光學，作為一門基礎學科，更是與我們的日常生活息息相關。我希望能夠找到一本能夠讓我重新認識我們所處世界的“光”的書籍。這本書能否讓我理解彩虹的形成，為什麼天空是藍色的，鏡子是如何成像的，甚至是指南針的磁性是如何與光産生聯係的（雖然我知道這可能有些牽強，但我的意思是希望它能帶給我意想不到的連接）。我期待這本書能夠激發我的求知欲，讓我用一種全新的視角來觀察和理解這個充滿光的世界。

評分☆☆☆☆☆

這本書在我書架上已經安靜地躺瞭幾個月，直到最近，我纔真正開始翻開它。我一直對光的神奇之處充滿好奇，尤其是在瞭解到它如何影響我們的視覺、如何被用於各種高科技設備後。這本書的封麵設計簡潔而富有科技感，書名“基礎光學”更是直接點明瞭主題，讓我對接下來的閱讀充滿期待。我個人不太喜歡那種上來就堆砌大量公式和證明的書籍，我更傾嚮於那種能夠層層遞進，從基本概念齣發，逐步深入到復雜現象的書。我希望這本書能夠很好地平衡理論性和實踐性，既能讓我理解光學背後的原理，又能感受到它在現實世界中的應用。

評分☆☆☆☆☆

我是一位曾經對物理充滿熱情，但因為種種原因中斷學習的“過來人”。現在，隨著年齡的增長和對世界的好奇心重燃，我開始重新拾起那些曾經讓我著迷的科學領域。光學，對我而言，既熟悉又陌生。熟悉的是那些曾經在課本上見過的名詞，陌生的是我早已忘記瞭其中的細節和推導過程。我希望這本書能夠以一種更友好的方式來重新引導我迴顧和學習光學知識，不要讓我望而卻步。我喜歡那種帶有曆史淵源的介紹，讓我明白這些概念是如何被發現和發展起來的，同時也期待書中能夠包含一些實驗的描述，即使我無法親自動手，也能通過文字的描繪來感受光學的魅力。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對宇宙充滿好奇心的學生，我知道光在天文學研究中扮演著至關重要的角色，無論是來自遙遠星係的可見光，還是不可見的射電波、X射綫等。我希望能夠找到一本能夠幫助我理解這些不同波段的光是如何産生、傳播以及如何被我們探測到的書籍。我期待書中能夠包含一些關於望遠鏡原理、光譜分析等方麵的介紹，讓我能夠更好地理解天文學傢們是如何通過研究光來揭示宇宙奧秘的。

評分☆☆☆☆☆

作為一個喜歡DIY並且對光學儀器有濃厚興趣的愛好者，我常常會在製作一些小裝置時遇到光學方麵的問題。例如，如何優化鏡頭組閤以獲得更好的成像效果，如何理解望遠鏡的原理，以及如何設計簡單的光譜儀等。我一直想找一本既能講解基礎光學原理，又能提供一些實際應用指導的書籍。我希望這本書能夠不僅僅是理論的堆砌，更能在講述基本概念的同時，給齣一些與實際光學器件設計和應用相關的思路和方法，讓我能夠將學到的知識真正地應用到我的興趣愛好中去。

評分☆☆☆☆☆

我一直對物理學中那些“抽象”的概念感到著迷，比如光波的乾涉和衍射。我曾經嘗試閱讀一些相關的科普文章，但總覺得難以完全消化。我希望這本書能夠用一種更直觀、更有條理的方式來解釋這些概念。我喜歡那些能夠將抽象的物理原理與具體的現象聯係起來的解釋。例如，當談到衍射時，我希望能夠看到關於單縫衍射、雙縫乾涉的清晰圖示和解釋，並且能夠理解它們在現實世界中的應用，比如CD盤上的彩虹色，或者高分辨率成像技術。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對攝影有著執著追求的業餘攝影師。我深知光學在攝影中的核心作用，無論是鏡頭的光學設計，還是光綫的摺射、反射對成像的影響，都直接關係到照片的最終質量。我希望能夠通過閱讀一本高質量的光學書籍，來加深我對鏡頭成像原理、景深控製、失真校正等方麵的理解。我期待這本書能夠不僅僅講解理論，還能提供一些與攝影相關的實際案例分析，或者至少讓我能夠從光學原理的角度齣發，更深入地理解為什麼某些鏡頭會拍齣特定的效果，以及如何通過光學原理來指導我的攝影創作。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對自然科學有著濃厚興趣的愛好者，我總是在尋找能夠拓寬視野、深化理解的讀物。光學，這個既古老又充滿現代活力的領域，一直以來都吸引著我。我接觸過一些關於光學的入門級科普讀物，它們讓我對光的波動性和粒子性有瞭一定的概念，但總覺得少瞭些什麼，仿佛隔著一層紗。我渴望找到一本能夠真正深入淺齣地解釋那些看似深奧的物理原理的書籍，讓我能夠理解光的衍射、乾涉是如何發生的，以及偏振光在日常生活中扮演的角色。這本書的齣版信息給我留下瞭一些初步的印象，我希望它能夠滿足我對於係統性學習光學的需求，並且在閱讀過程中不會讓我感到枯燥乏味，而是能夠通過清晰的解釋和生動的例子，將我帶入一個奇妙的光學世界。

評分☆☆☆☆☆

我是一名在校大學生，專業與物理相關，雖然不是直接學習光學，但在很多課程中都會涉及到光學的知識，比如近代物理、量子力學等。我感覺我目前對光學的理解還停留在比較零散的狀態，很多概念雖然見過，但並沒有完全掌握其精髓。因此，我一直在尋找一本能夠幫助我梳理光學知識體係，並且能為我後續更深入的學習打下堅實基礎的書籍。我希望這本書能夠涵蓋光學的主要分支，包括幾何光學、波動光學和部分物理光學的內容，並且在講解過程中注重邏輯性和連貫性，能夠讓我清晰地認識到不同光學現象之間的內在聯係。