目录 第一章光的电磁理 1-1麦克斯韦方 1-2电磁场的波动 1-3平面磁 1-4球面波和柱面波的波公 1-5光波的辐射，射 §1-6电磁场的边界条6 1-7光在二透明电介质分界面上的反射和 1-8全4 1-9光在金属表面上的 第二章光波的迭加与分析0 §2-1两个频率相同、振动方向相同的单色光波的0 2-2 2-3两个频率相同、振动方向互相垂直的光波的6 2-4不同频率的两个单色光波的 2-5光波的分 第三章光的干涉和干7 3-1产生干涉的7 3-2杨氏干实 $3-3 .阵... 3-4条纹的见 3-5平行平板产生的干 3-6楔形平板产生的干 3-7用牛顿环测量透镜的曲*0 3-8平面干 3-9迈克耳逊干 3-10.. 3-11马赫-泽德干 3-12平行平板产生的多光束干 3-13法布里-珀罗干涉仪和陆-盖尔 §3-14 多光束干涉原理在薄膜理论中的应用 第四章 光的衍射 4-1惠更斯-菲涅耳原 4-2基尔霍夫射公 4-3菲涅耳衍射与夫琅和费 4-4菲涅耳带6 4-5菲涅耳圆孔 4-6菲涅耳圆衍射 4-7波带2
4-8菲涅耳直边 4-9夫琅和费矩孔和单7 §4-10夫琅和费圆孔2 4-11光源大小对衍射条纹的影 4-12光学系统的分本6 4-13双缝射瑞利干 4-14衍射光 4-15平面定向光栅和光栅光0 4-16面光 4-17计量光栅（莫尔光 第五章 傅里叶光学 §5-1 空间频率及其物理意义 §5-2 单色光波复振幅的分解 5-3衍射理论中的傅里叶分析法 5-4透镜的傅里叶变换性7 5-5阿贝成象理论及阿贝-波尔 5-6相干光学处理系统-双透镜相干成系3 5-7简单空间滤波器的应用 5-8位相滤波器，暗场法和泽尼克 5-8 5-9切趾术（变 5-10相干光成象系统的频谱分析，相干传递 5-11 11非相干成象系统的率响应，光学传递6 §5-12 全息照相的一般理5 5-13 利思-乌帕特尼克斯离轴全 第六章 光的偏振与晶体光学基础 .......199 §6-1 偏振光和自然 6-2 双折 $6-3 偏振棱镜和片0 6-4 偏振的矩阵表示 示 §6-5 偏振光的干涉 6-6 旋光现象 §G-7 磁光效应 6-8 电光效应 6-9光测弹性方法和玻璃内应力的 第七章 光的量子性8 §7-1 辐射能的子化 7-2光的发射与吸收的子模 7-3光的自发发射、受激发射与受吸 7-4光谱线的 第八章激光 8-1光在介质中的大9 8-2激光
8-3振腔的几何光学理6 8-4光学谐振腔的物理光学理 8-5激光的谱线7 8-6激光器的类 8-7激光器的7 8-8调Q 8-9锁模技术 8-10非线性7 8-11环形激光器（激光 8-12光通0 8-13薄膜波导与集 附3 I高斯定理、斯托克斯定理及矢量分析的几个基本公 傅里叶级数和傅里8 【二维的傅里叶 V亥姆霍兹-基尔霍夫积分定理，基尔霍夫衍射公式 V贝塞尔38 0 矩阵的基本性 基本物理 部分习题答案
第一章光的电磁理论 十九世纪六十年代，麦克斯韦(Max©1)总结了前人在电磁学方面的研究成果，建立了 经典电磁理论。与此同时，他把光学现象和电磁现象联系起来，指出兆也是一种电磁被，从 而产生了光的电磁理论。光的电磁理论的确立，推动了光学及整个物理学的发展。现代光学 尽管产生了许多新的领域，并且许多光学现象需要用量子理论来解释，但是光的电磁理论仍 然是掌握现代光学的一个重要的基础。本章将简要叙述光的电磁理论以及它对一些光学现象 如光的反射和折射现象所作的简单处理，使我们对光的电磁本性有一个概念性的认识。关于 光的电磁理论的系统论述可以参考其它一些书籍日。 §1-1麦克斯韦方程组 电磁场的普遍理论总结为麦克斯韦方程组，它是麦克斯韦把稳定电磁场（静电场和稳恒 电流的磁场)的基本规律推广到不稳定电磁场的普遍情况而得到的。从方程组出发，结合具 体的条件，可以定量地计算在这些给定条件下发生的光学现象，例如光的辐射和传播、光的 反射、折射、干涉、衍射和光与物质相互作用等现象。 静电场和稳恒电流的磁场的基本规律可以总结为下面四个方程式 D.do=Q (1-10 E.d=0 (1-2) B.do=0 (1-3) H.d=I 1-4) 式中D、E、B、H分别表示电感强度（电位移失量）、电场强度、磁感强度和磁场强度，对 d和l的积分分别表示对任一闭合曲面和闭合回路的积分，Q表示积分闭合曲面内包含的总 电量，I表示积分闭合回路包围的传导电流。式(1-1)是我们熟知的高斯(Gau55)定理的数学 求示，式(1-4)是安培(Ampere)环路形律 这些方程式只在稳定情况下适用，要应用到 不稳定情形，必须将它们作适当的修改和推广。麦 s 克斯韦完成了这一工作，他假定在不稳定情况下 式(1-1)和(1-3)仍然成立，式(1-2)应代以法拉第 (Faraday)电磁感应定律，只是式(1-4)需要修改 图1-】永磁铁向闭合线圈移 根据法拉第电磁感应定律，一闭合线圈处在 动时产生感应电动势 变化的磁杨中（图1-1）©，会产生感应电动势，这感应电动势的大小与磁通量的时间变化率成 比例，它的方向由左手定则决定，以式子表示
2 。=-0s-Bdo=-∬o (1-5) 式中。表示战圈内医通蛋的时间空化常，面积分攻以线圈为边界的任章鱼面的积分，负号 表示感应电动势。的方向与磁通量变化的方向由左手定则联系。麦克斯韦认为感应电动势的 产生是一种电场对线圈中自由电荷作用的结果，这种电场是由变化的磁场产生的，它具有湖 旋性，与静电畅不同，称为祸旋电场。这种电场的存在是独立的，不依赖于线圈的存在，即 使没有线圈，只要在空河某一区域磁场发生变化，就会发生这种涡旋电场，所以法拉第定律 实质上表示变化磁和电场联系的普遍规律。 由于感应电动势。等于单位正电荷沿闭合回路移动一周时涡旋电场所作的功，即 。=∮Edl 由式(1-5)得到 ∮s1-明设加 (1-6) 上式是法拉第电磁感应定律的数学表示。 不仅是变化的隧场能够产生电场，麦克斯韦进一步认为变化的电场也能够产生磁场，在 激发磁畅这一点上，电场的变化相当于一种电流，这种电流称为“位移电流”。如，当电容 器两极板间的电场变化时，在电容器内部将激发一个磁场（图1-2），这个磁场可以看作是表 示电场变化的位移电流所产生的，如同传导电流产生磁场一样，位移电流的引入，可以说明在 接有电容器的电路中电荒的连续性，更为重要的是它揭示了电场和磁场互祁紫密联系的性质。 图1一2恋动电场在申究寒两极板间产生磁场 通过电场中任一截面的位移电流强度等于通过该截面的电通量的时间变化率 ,jD:o=∬设o (1-7) 出于I。=。do,式中j。为位移电流密度，所以位移电流密度 =0 (1-8)