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内容简介
《光学（第6版）》是西方《光学》课程的经典教材之一。涵盖了几何光学，干涉、衍射、偏振等波动光学内容，为了使读者更好地学好波动光学，作者还准备了振动与波、傅里叶变换、狄拉克函数作为波动光学的基础，作为光学的应用，本书还将激光与光纤光学作为光学的直接应用选入，为了让读者了解有关光学在近代物理中的作用，第5版引入了狭义相对论内容，第6版又将量子光学的部分内容选入，使读者更好地理解光的量子特性。
作者介绍
伽塔克，教授是印度理工学院德里分校的物理系教授，印度科学院院士，博士毕业与美国康奈尔大学。他出版的专著非常多，包括《光学》（目前是第六版）、《光纤光学导论》、《激光理论与应用》、《近代光学》、《量子力学导论》、《量子力学：理论与应用 第五版》、《数学物理方法：微分方程与变换理论》、《狭义相对论》等。伽塔克教授获得多项国际奖，比如2008年获得SPIE组织颁发的“教育者奖”，2003年获得OSA组织颁发的“Esther Hoffman Beller奖”。 张晓光，翻译了伽塔克教授《光学 第4版》，目前是北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室教授，博导，享受国务院政府津贴，2015年北京市高等学校名师奖，2015年*****科学技术进步二等奖，2005年中国通信学会科学技术三等奖，1999年信息产业部科学技术进步三等奖。本科和研究生毕业于北京大学物理系，博士毕业于北京邮电大学。
目 录
第1章 光学史 第2章 光是什么: 简要发展史 2.1 引言 2.2 光的微粒模型 2.3 光的波动模型 2.4 麦克斯韦电磁波 2.5 与光波相联系的“位移”是什么 2.6 偏振的概念 2.7 辐射的粒子性 2.8 波粒二象性 2.9 不确定原理 2.10 单缝衍射实验 2.11 物质波的概率解释 2.12 对干涉实验的理解 2.13 分光束实验 2.14 光子的偏振 习题 第一部分 几何光学 第3章 费马原理及其应用 3.1 引言 3.2 从费马原理推导反射定律和折射定律 3.3 非均匀介质中的光线路径 3.4 光线方程与它的解 3.5 光线在各向同性介质和各向异性介质的分界面的折射 小结 习题 第4章 光线经过球面的折射与反射 4.1 引言 4.2 在单一球面上的折射 光学(第6 版) 4.3 在单一球面上的反射 4.4 薄透镜 4.5 透镜的主焦点和焦距 4.6 牛顿公式 4.7 横向放大率 4.8 球面的齐明点(不晕点) 4.9 笛卡儿卵形面 4.10 齐明点存在的几何证明 4.11 正弦条件 小结 习题 第5章 傍轴光学的矩阵方法 5.1 引言 5.2 矩阵方法 5.3 主平面(单位面) 5.4 节平面 5.5 两薄透镜构成的系统 小结 习题 第6章 像差 6.1 引言 6.2 色差 6.3 单色像差 6.4 畸变 小结 习题 第二部分 振动与波动 第7章 简谐振动、受迫振动和折射率的起源 7.1 引言 7.2 简谐振动 7.3 阻尼简谐振动 7.4 受迫振动 7.5 折射率的起源 7.6 瑞利散射 小结 目录 习题 第8章 傅里叶级数及其应用 8.1 引言 8.2 弹拨弦上的横向振动 8.3 傅里叶级数在研究受迫振动中的应用 8.4 傅里叶积分 小结 习题 第9章 狄拉克δ函数和傅里叶变换 9.1 引言 9.2 狄拉克δ函数的表示 9.3 狄拉克δ函数的积分表示 9.4 作为分布函数的δ函数 9.5 傅里叶积分定理 9.6 二维和三维傅里叶变换 小结 习题 第10章 群速度和脉冲色散 10.1 引言 10.2 群速度 10.3 波包的群速度 10.4 自相位调制 小结 习题 第11章 波的传播和波动方程 11.1 引言 11.2 正弦波: 频率和波长的概念 11.3 波的种类 11.4 波动的能量传播 11.5 一维波动方程 11.6 拉紧弦的横向波动 11.7 固体中的纵声波 11.8 气体中的纵波 11.9 一维波动方程的通解 小结 光学(第6 版) 习题 第12章 惠更斯原理及其应用 12.1 引言 12.2 惠更斯原理 12.3 光的直线传播 12.4 应用惠更斯原理研究折射与反射 12.5 非均匀介质中的惠更斯原理 小结 习题 第三部分 干 涉 第13章 波的叠加 13.1 引言 13.2 弦上驻波 13.3 在一根两端固定的弦上的驻波 13.4 光驻波: 艾夫斯和维纳实验 13.5 两个正弦波的叠加 13.6 研究正弦波叠加的图解法 13.7 复数表示法 小结 习题 第14章 双光束干涉: 波前分割法 14.1 引言 14.2 在水面上产生的干涉图样 14.3 相干性 14.4 光波的干涉 14.5 干涉图样 14.6 强度分布 14.7 菲涅耳双面镜装置 14.8 菲涅耳双棱镜 14.9 白光干涉 14.10 条纹的位移 14.11 洛埃镜装置 14.12 反射时的相位变化 小结 习题 第15章 双光束干涉: 振幅分割法 15.1 引言 15.2 平面波照射平行平面薄膜产生的干涉 15.3 余弦律 15.4 消反射膜 15.5 增反射膜 15.6 周期性结构产生的反射 15.7 点光源照明平行平面薄膜产生的干涉 15.8 两反射面不平行的薄膜产生的干涉 15.9 薄膜的颜色 15.10 牛顿环 15.11 迈克耳孙干涉仪 小结 习题 第16章 多光束干涉量度学 16.1 引言 16.2 平行平面薄膜上的多次反射 16.3 法布里-珀罗标准具 16.4 法布里-珀罗干涉仪 16.5 分辨本领 16.6 陆末-格尔克板 16.7 干涉滤光片 小结 习题 第17章 相干性 17.1 引言 17.2 光源的线宽 17.3 空间相干性 17.4 迈克耳孙测星干涉仪 17.5 光学拍 17.6 相干时间和光源线宽的傅里叶分析 17.7 复相干度和杨氏双孔实验中的条纹可见度 17.8 傅里叶变换光谱学 小结 习题 光学(第6 版) 第四部分 衍 射 第18章 夫琅禾费衍射: Ⅰ 18.1 引言 18.2 单缝衍射图样 18.3 圆孔衍射 18.4 激光束的定向性 18.5 分辨极限 18.6 双缝的夫琅禾费衍射图样 18.7 多缝的夫琅禾费衍射图样 18.8 衍射光栅 18.9 斜入射 18.10 X射线衍射 18.11 自聚焦现象 小结 习题 第19章 夫琅禾费衍射Ⅱ和傅里叶光学 19.1 引言 19.2 菲涅耳衍射积分 19.3 均匀振幅和相位分布 19.4 夫琅禾费近似 19.5 长狭缝的夫琅禾费衍射 19.6 矩形孔的夫琅禾费衍射 19.7 圆孔的夫琅禾费衍射 19.8 全同孔阵列 19.9 空间滤波 19.10 薄透镜的傅里叶变换性质 小结 习题 第20章 菲涅耳衍射 20.1 引言 20.2 菲涅耳半波带法 20.3 波带片 20.4 处理菲涅耳衍射更严谨的方法 20.5 高斯光束的传播 20.6 直边衍射 20.7 平面波经长狭缝的菲涅耳衍射以及向夫琅禾费衍射的过渡 小结 习题 第21章 全息术 21.1 引言 21.2 全息术基本理论 21.3 全息术的要求 21.4 全息术的一些应用 小结 习题 第五部分 光的电磁特性 第22章 偏振与双折射 22.1 引言 22.2 马吕斯定律 22.3 偏振光的产生 22.4 两个矢量波动的叠加 22.5 双折射现象 22.6 偏振光干涉: 四分之一波片与二分之一波片 22.7 偏振光的分析 22.8 光学旋光 22.9 光束在椭圆芯单模光纤中传输时偏振态的变化 22.10 沃拉斯顿棱镜 22.11 罗雄棱镜 22.12 各向异性介质中平面电磁波的传播 22.13 射线速度与射线折射率 22.14 琼斯运算法 22.15 法拉第旋光 22.16 光学旋光现象的理论解释 22.17 法拉第旋光现象的理论解释 习题 第23章 电磁波 23.1 引言 23.2 麦克斯韦方程组 23.3 电介质中的平面波 23.4 电介质中的三维波动方程 光学(第6 版) 23.5 坡印亭矢量 23.6 电磁波的能量密度和强度 23.7 电磁波在吸收介质中的传播 23.8 电磁波在导电介质中的传播 23.9 辐射压强 23.10 连续性条件 23.11 麦克斯韦方程组的物理意义 小结 习题 第24章 电磁波的反射与折射 24.1 引言 24.2 两介质分界面上的反射和折射 24.3 正入射情况 24.4 斜入射: E 矢量平行于入射面 24.5 反射起偏: 布儒斯特定律 24.6 全内反射和隐失波 24.7 斜入射: E 矢量垂直于入射面 24.8 反射率和透射率 24.9 隐失波的坡印亭矢量计算 24.10 电介质薄膜上的反射 小结 习题 第六部分 光 子 第25章 辐射的粒子性 25.1 引言 25.2 光电效应 25.3 康普顿效应 25.4 光子的角动量 25.5 光镊效应 小结 习题 第26章 光子的量子性与光子纠缠 26.1 引言 26.2 利用强度分束器的光子实验 26.3 利用偏振片的光子实验 26.4 利用偏振分束器的光子实验 26.5 波粒二象性 26.6 薛定谔方程 26.7 一维自由粒子 26.8 电子的单缝衍射 26.9 电子的双缝干涉 26.10 EPR佯谬与贝尔不等式的简单分析 小结 习题 第七部分 激光与光纤光学 第27章 激光导论 27.1 引言 27.2 光纤激光器 27.3 红宝石激光器 27.4 氦氖激光器 27.5 光学谐振腔 27.6 爱因斯坦系数和光放大 27.7 线型函数 27.8 红宝石激光器的典型参数 27.9 激光束的单色性 27.10 拉曼放大和拉曼激光器 小结 习题 第28章 光纤光学Ⅰ: 基于射线光学的基本概念 28.1 引言 28.2 一些历史评述 28.3 全反射 28.4 光纤 28.5 为什么是玻璃纤维 28.6 相干光纤束 28.7 数值孔径 28.8 光纤的损耗 28.9 多模光纤 28.10 多模光纤中的脉冲色散 28.11 色散和最大比特率的关系 28.12 折射率幂率分布的多模光纤模间色散的通用表示 光学(第6 版) 28.13 塑料光纤 28.14 光纤传感器 习题 第29章 光纤光学Ⅱ: 波导的基本理论与模式的概念 29.1 引言 29.2 对称平板阶跃波导的TE模式 29.3 理解模式的物理意义 29.4 对称阶跃型平板波导的TM 模式 29.5 折射率分布为抛物线型的平板波导中的TE模式 29.6 波导理论和量子力学的类比 习题 第30章 光纤光学Ⅲ: 单模光纤 30.1 引言 30.2 基本方程 30.3 阶跃折射率光纤中的导模 30.4 单模光纤 30.5 单模光纤中的脉冲色散 30.6 色散补偿光纤 30.7 近期的光纤通信系统 习题 第八部分 狭义相对论 第31章 狭义相对论Ⅰ: 时间膨胀和长度收缩 31.1 引言 31.2 运动观察者观测到的光速 31.3 时间的膨胀 31.4 μ介子实验 31.5 长度的收缩 31.6 以长度收缩的角度理解μ介子实验 31.7 运动列车的长度收缩 31.8 两事件的同时性 31.9 双生子佯谬 31.10 迈克耳孙-莫雷实验 31.11 简要的历史评述 习题 第32章 狭义相对论Ⅱ: 质能关系 32.1 引言 32.2 质能关系 32.3 多普勒频移 习题 第33章 狭义相对论Ⅲ: 洛伦兹变换 33.1 引言 33.2 洛伦兹变换 33.3 速度变换(速度相加规则) 33.4 动量矢量分量的变换规则 33.5 纵向和横向的多普勒频移 习题 参考文献与推荐读物 附录A 伽马函数和与高斯函数相关的积分 附录B 关于积分（特殊数学符号） 附录C 光纤布拉格光栅的反射率 附录D 高斯光束的衍射 附录E 衍射积分公式的简单推导 附录F 薛定谔方程的启发性推导以及方程的解 附录G 平板波导中的TE模式与TM 模式 附录H 抛物线型折射率波导中的模式解
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