光學原理(第二版)（簡體書）

本書系統地闡述了經典光學原理的理論體系及現代光學技術的發展與應用，是在版的基礎上修訂而成的。本書由兩部分組成，上部分為幾何光學及典型光學系統，包括~4章，系統地介紹了光學發展簡史、幾何光學基本原理、光學系統的光闌及像差和典型光學儀器的基本原理。與版相比第3章增加了光闌的計算內容，通過定量計算，不但鞏固和加強了各種光闌的概念，而且充分銜接第4章中放大鏡、顯微鏡、望遠鏡的計算和應用。像差方面重點修改了原來球差部分內容，增加了復合透鏡消球差的具體例子、無球差齊明點及齊明透鏡等。下半部分為物理光學，包括第5~10章，其主要內容包括物理光學基礎、光波的干涉、光的衍射、光的偏振與晶體光學基礎、傅里葉光學及全息術以及光的度量、吸收、散射和色散等。本教材參照教育部教學指導委員會的基本教學要求編寫而成，在注重基本理論闡述的同時，加強理論與工程實踐的結合，并充分考慮當前光學原理教學過程中所需要掌握的重點和難點教學，每章都提出了具體的學習目標，并針對每章的重點和難點，給出了豐富的例題分析和解答。本書可作為高等學校光電信息科學與工程、電子科學與技術、電子信息工程、測控技術與儀器等相關專業的光學及光學工程類課程教材，也可作為從事光電技術、儀器儀表技術、精密測量、檢測技術等工程技術人員的參考書。

沈常宇 男，1977年生，博士，教授，浙江省教師，中國計量大學光電學院副院長。入選浙江省新世紀151人才工程，長期從事“光學原理”課程教學，以及浙江省光學原理精品課程、浙江省“光學原理”教學團隊和國家綜合試點改革及浙江省優勢專業“光電信息科學與工程”負責人；獲得浙江省教師、中國計量大學首屆教壇新秀、教師教學獎、十大育人先鋒、研究生導師等榮譽。主要從事光纖傳感、光纖光柵器件、固體照明、非線性光學等方面研究；主持和參與國家自然科學基金重大儀器專項、十三五重點研發專項、國家質檢公益專項、浙江省重大和重點專項、浙江省科技廳面上項目、浙江省自然科學基金、浙江省青年教師項目等20余項；作為主持者或者參與者，先后獲得浙江省科學技術進步一等獎、浙江省自然科學三等獎、浙江省高校科研成果三等獎、浙江省高等學校教學成果二等獎與三等獎等；近年來在外重要學術期刊（如Appl. Phys. Lett.、Opt. Express、J. Opt. Soc. Am. B、IEEE Photonic. Tech. Lett.、Sens. Actuators. B）等發表三大檢索論文80余篇；獲授權國家發明20余項。

本書配套教學課件可到清華大學出版社網站本書頁面下載。本書系統闡述了光學原理的理論體系、發展及其應用。全書內容涵蓋了應用光學和物理光學，充分汲取了光學領域的*技術，融合了多位一線教師豐富的授課經驗與科研成果。(1) 結構完整 系統歸納了應用光學和物理光學的理論體系，并按教學需求精心梳理。(2) 語言精練 強調應用光學和物理光學的基本概念和理論，公式推導簡潔明了。(3) 全書約定 盡可能采用國際統一的符號法則、標注方法和坐標系等，便于學習，利于掌握。(4) 易教易學 充分考慮教與學過程中的重點和難點，給出大量例題、習題，并附有習題參考答案。

章緒論1.1光學發展簡史1.2本書的內容和知識框圖第2章幾何光學基本原理2.1幾何光學的基本定律2.1.1光線、光波與波面2.1.2幾何光學的基本定律2.1.3費馬原理——光線傳播的普遍規律2.2物、像的基本概念和完善成像條件2.3單折射球面成像2.3.1符號法則2.3.2單個折射球面的光路計算公式2.3.3近軸光線的光路計算2.3.4單折射球面成像特性2.3.5近軸條件下球面反射鏡的物像關系2.4折射球面成像系統2.5理想光學系統2.5.1理想光學系統基本概念2.5.2理想光學系統的物像關系2.5.3透鏡成像2.6平面反射鏡與反射棱鏡2.6.1平面反射鏡2.6.2平行平板2.6.3反射棱鏡2.7例題解析習題第3章光闌與像差3.1光闌3.1.1光闌的分類3.1.2光闌的計算3.1.3遠心光路3.2光學系統的景深3.3像差概述3.3.1軸上點球差3.3.2軸外點像差3.3.3色差3.3.4波像差3.4例題解析習題第4章典型光學儀器的基本原理4.1眼睛4.1.1人眼構造4.1.2眼睛的調節4.1.3眼睛的缺陷和矯正4.1.4眼睛的分辨率4.1.5眼睛的對準4.2放大鏡4.2.1放大鏡的視覺放大率4.2.2放大鏡的光束限制和線視場4.3顯微鏡系統4.3.1顯微鏡的視覺放大率4.3.2顯微鏡的分辨率4.3.3顯微鏡中的光束限制4.3.4工作距離4.3.5顯微鏡的照明4.4望遠鏡系統4.4.1望遠鏡系統的結構4.4.2望遠鏡系統的分辨率及有效放大率4.4.3望遠鏡中的光束限制4.4.4場鏡4.5例題解析習題第5章物理光學基礎5.1光波的電磁理論描述5.1.1光波的電磁特性5.1.2光波的波動方程5.1.3平面單色光波解5.1.4平面波的性質5.1.5球面波和柱面波5.1.6群速度和相速度5.2光的反射和折射的波動描述5.2.1光在兩電介質分界面上的反射和折射5.2.2菲涅爾公式5.2.3反射波和透射波的性質5.3例題解析習題第6章光波的干涉6.1光波干涉的條件6.1.1光波的疊加6.1.2光波的干涉條件6.2分波面干涉6.3影響雙光束干涉條紋清晰度的因素6.3.1兩相干光波的振幅比對條紋對比度的影響6.3.2光源寬度對條紋對比度的影響和空間相干性6.3.3光源的非單色性對條紋對比度的影響和時間相干性6.4分振幅雙光束干涉6.4.1平行平板雙光束等傾干涉6.4.2楔形平板雙光束等厚干涉6.5典型雙光束干涉系統及應用6.5.1邁克爾遜干涉儀6.5.2菲索干涉儀6.5.3泰曼格林干涉儀6.5.4馬赫曾德干涉儀6.5.5傅里葉變換光譜儀6.6多光束干涉及應用6.6.1平行平板的多光束干涉6.6.2多光束干涉儀6.7例題解析習題第7章光波的衍射7.1惠更斯菲涅爾原理7.2基爾霍夫衍射理論與索末菲衍射理論7.3菲涅爾衍射和夫瑯和費衍射7.4典型孔徑的夫瑯和費衍射7.5矩形孔徑和單縫夫瑯和費衍射7.6圓形孔徑的夫瑯和費衍射7.7多縫的夫瑯和費衍射7.8衍射光柵7.8.1光柵的色散7.8.2光柵的光譜分辨本領7.8.3光柵的自由光譜范圍7.9光學成像系統的分辨本領7.10菲涅爾衍射7.11干涉和衍射的區別和聯系7.12例題解析習題第8章光的偏振與晶體光學基礎8.1偏振光概述8.1.1偏振光和自然光8.1.2從自然光獲得偏振光的方法8.1.3馬呂斯定律和消光比8.2晶體的雙折射8.3雙折射的電磁理論8.3.1晶體的各向異性與介電張量8.3.2單色平面波在晶體中的傳播8.4晶體光學性質的圖形表示8.4.1折射率橢球8.4.2折射率面和波矢面8.4.3法線面8.4.4光線面8.5平面光波在晶體表面的反射和折射8.5.1光在晶體表面的折射和反射定律8.5.2光在單軸晶體中傳播方向的確定8.6晶體偏振器件8.6.1偏振棱鏡8.6.2波片8.6.3補償器8.7偏振的瓊斯矢量表示8.7.1瓊斯矢量8.7.2偏振態的瓊斯矢量表示8.7.3偏振器件的瓊斯矩陣表示8.8偏振光的干涉8.8.1平行光的偏光干涉8.8.2會聚偏振光的干涉8.9晶體的電光、磁光和聲光效應及旋光性8.9.1電光效應8.9.2磁光效應8.9.3聲光效應8.10例題解析習題第9章傅里葉光學及全息術9.1平面波的復振幅分布和空間頻率9.2透鏡的傅里葉變換性質和成像性質9.2.1透鏡的相位變換作用9.2.2透鏡的傅里葉變換性質9.2.3透鏡的成像性質9.3相干成像系統及相干傳遞函數9.4非相干成像系統及光學傳遞函數*9.4.1非相干成像系統的光學傳遞函數（OTF）9.4.2衍射受限系統的OTF9.5阿貝成像理論與波特實驗9.5.1阿貝成像理論9.5.2波特實驗9.5.3空間頻譜濾波系統9.5.4空間濾波的傅里葉分析9.5.5濾波器的種類及應用舉例9.5.6空間濾波的應用9.6全息術9.6.1波前記錄9.6.2波前再現9.7例題解析習題0章光的度量、吸收、散射和色散10.1輻射度量與光度量10.1.1輻射度量10.1.2光度量10.1.3光視效率10.1.4顏色與視覺10.2光的吸收10.2.1吸收定律10.2.2吸收光譜10.3光的色散10.4光的散射10.4.1瑞利散射10.4.2米氏散射10.4.3分子散射10.4.4拉曼散射10.5例題解析習題部分習題參考答案參考文獻