定 價:45.8 元
叢書名:“十二五”普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材
- 作者:姚啟鈞原著
- 出版時間:2019/3/1
- ISBN:9787040510010
- 出 版 社:高等教育出版社
- 中圖法分類:O43
- 頁碼:372
- 紙張:膠版紙
- 版次:6
- 開本:16K
本教程是“十二五”普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材, 是在《光學教程》(第五版,姚啟鈞原著)的基礎上,根據(jù)編寫組成員多年的教學實踐經(jīng)驗及廣大讀者的反饋意見和建議,結合科技和教學的發(fā)展修訂而成的。本次修訂保持原書的主要特點和基本框架, 努力探索教學內容的現(xiàn)代化,對傳統(tǒng)內容進行精選、整合和構建, 簡化了幾何光學、光學儀器部分, 著重更新了現(xiàn)代光學部分并加入“視窗與鏈接”,通過掃描二維碼,可以獲得慕課(MOOC)授課視頻、演示動畫、創(chuàng)新實驗、物理學史、彩色圖片、電子教案和課外視頻等多種數(shù)字化學習資源。本教程內容包括經(jīng)典光學的主要原理(光的干涉、光的衍射、幾何光學基礎、光的偏振、光的吸收、光的散射和色散)及其應用,并適當介紹了現(xiàn)代光學的基本原理(光的量子性及現(xiàn)代光學基礎)和應用。書中有些公式的數(shù)學推導作為附錄列于各章之末,每章均配有適當?shù)睦}和習題。本教程適用于64~72學時的課程講授。本教程可作為高等師范院校物理學類專業(yè)的教材,也可作為綜合性大學、高等理工科院校有關專業(yè)的教學參考書,并可供中學物理教師參考。
本教程第五版自2014年8月出版以來,經(jīng)過了多年的教學實踐,現(xiàn)根據(jù)廣大讀者的反饋意見和建議,結合科技和教學的發(fā)展,對第五版進行了修訂。編寫者根據(jù)《高等學校物理學本科指導性專業(yè)規(guī)范》以及《普通高等學校本科物理學類教學質量國家標準》的要求,參考國內外優(yōu)秀教材,充分聽取專家意見,反復修改,完成了本教程第六版的修訂工作。
本教程保持原有的在闡述基本知識、基本概念、基本規(guī)律諸方面的特色外,努力探索教學內容的現(xiàn)代化,對傳統(tǒng)內容進行精選、整合和構建,簡化了幾何光學、光學儀器、光的偏振部分,著重更新了現(xiàn)代光學部分并加入“視窗與鏈接”,使內容得以拓展。
在內容方面,本教程引進了許多現(xiàn)代光學的新成就,諸如光聲斷面成像、原子X射線激光器、拍攝原子運動的照片、計算全息加速生物組織工程的制造過程等,還在例題和習題中滲透現(xiàn)代光學知識,設置了開放性習題。在光學教學與信息技術整合方面,正在編制《光學教程(第六版)電子教案》和編寫《光學教程(第六版)學習指導書》,豐富其教輔資源。
本教程在著重講清理論的同時,努力與科學、技術、社會和環(huán)境(STSE)緊密聯(lián)系,諸如與X射線有關的諾貝爾獎、DVD實際上是一種反射光柵、超薄納米光學器件、3D打印透鏡、光的散射與環(huán)境污染監(jiān)測等。其目的是創(chuàng)設一種情景,使學生理解光學知識在實際中的應用,提高學習興趣,以更能適應師范院校使用本教材的需要。
本教程為紙質教材與數(shù)字化資源相結合的新形態(tài)教材,力圖為讀者提供立體化的教學資源平臺。通過書中的二維碼可獲取相關的慕課(MOOC)授課視頻、演示動畫、創(chuàng)新實驗、物理學史、彩色圖片、電子教案和課外視頻等多種數(shù)字化學習資源。為了適應教學改革的需求和適應不同學時的需要,本教程對內容進行增刪,在教材內容和習題的配置上實行A-B制。A制包括大、小字全部內容,而B制僅采用大字部分內容。小字部分在標題中以“”’表示。
本教程定位于綜合性大學、高等理工科院校、高等師范院校物理學類專業(yè)的教材,也可供中學物理教師參考。
本教程由宣桂鑫負責全書的策劃和統(tǒng)稿,并編寫序言、緒論、第1、第2、第4、第6章,蔣可玉負責第3、第5章,黃燕萍、沈珊雄負責第7、第8章。
本教程有幸被選入“十二五”普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材和高等教育百門精品課程教材選題計劃項目,并作為由管曙光教授主持的中國大學MOOC(慕課)“波動光學”課程的主講教材,這是同行對編者的鼓勵和厚愛。謹向歷年熱忱地向我們提供寶貴的使用意見和建議的廣大教師和讀者表示感謝。本教程在修訂和審閱過程中,我校管曙光教授提供了中國大學MOOC“波動光學”課程的授課視頻,高等教育出版社的高聚平、王碩編輯為我們提供了寶貴的意見和幫助,在此一并向他們表示誠摯的謝意。
書中定有不少缺點、遺漏或錯誤,懇請廣大教師和讀者不吝指正。
緒論
0.1 光學的研究內容和方法
0.2 光學發(fā)展簡史
第1章 光的干涉
1.1 波動的獨立性、疊加性和相干性
1.2 由單色波疊加所形成的干涉圖樣
1.3 分波面雙光束干涉
1.4 干涉條紋的可見度 光波的時間相干性和空間相干性
1.5 菲涅耳公式
1.6 分振幅薄膜干涉(一)——等傾干涉
1.7 分振幅薄膜干涉(二)——等厚干涉
視窗與鏈接 昆蟲翅膀上的彩色
1.8 邁克耳孫干涉儀
1.9 法布里一珀羅干涉儀 多光束干涉
1.10 光的干涉應用舉例 牛頓環(huán)
視窗與鏈接 增透膜與高反射膜
附錄1.1 振動疊加的三種計算方法
附錄1.2 簡諧波的表達式 復振幅
附錄1.3 菲涅耳公式的推導
附錄1.4 額外光程差
附錄1.5 有關法布里一珀羅干涉儀的(1-38)式的推導
附錄1.6 有同一相位差的多光束疊加
習題
第2章 光的衍射
2.1 惠更斯一菲涅耳原理
2.2 菲涅耳半波帶 菲涅耳衍射
視窗與鏈接 透鏡與波帶片的比較
2.3 夫瑯禾費單縫衍射
2.4 夫瑯禾費圓孔衍射
2.5 平面衍射光柵
視窗與鏈接 DVD是一種反射光柵
2.6 晶體對X射線的衍射
視窗與鏈接 與X射線衍射有關的諾貝爾獎
附錄2.1 夫瑯禾費單縫衍射公式的推導
附錄2.2 夫瑯禾費圓孔衍射公式的推導
附錄2.3 平面光柵衍射公式的推導
習題
第3章 幾何光學的基本原理
3.1 幾個基本概念和定律 費馬原理
3.2 光在平面界面上的反射和折射 光導纖維
視窗與鏈接 光導纖維及其應用
3.3 光在球面上的反射和折射
3.4 光連續(xù)在幾個球面界面上的折射 虛物的概念
3.5 薄透鏡
3.6 近軸物近軸光線成像的條件
3.7 共軸理想光具組的基點和基面
視窗與鏈接 集成光學簡介
視窗與鏈接 超薄納米光學器件
附錄3.1 圖3-6中P1和P'點坐標的計算
附錄3.2 棱鏡最小偏向角的計算
附錄3.3 近軸物在球面反射時物像之間光程的計算
附錄3.4 空氣中的厚透鏡物像公式的推導
習題
第4章 光學儀器的基本原理
4.1 人的眼睛
4.2 助視儀器的放大本領
4.3 目鏡
4.4 顯微鏡的放大本領
4.5 望遠鏡的放大本領
視窗與鏈接 太空實驗室——哈勃太空望遠鏡
4.6 光闌 光瞳
4.7 光度學概要——光能量的傳播
視窗與鏈接 三原色原理
4.8 物鏡的聚光本領
視窗與鏈接 數(shù)碼相機
4.9 像差概述
視窗與鏈接 現(xiàn)代投影裝置
4.10 助視儀器的像分辨本領
視窗與鏈接 掃描隧穿顯微鏡
4.11 分光儀器的色分辨本領
習題
第5章 光的偏振
5.1 自然光與偏振光
5.2 線偏振光與部分偏振光
視窗與鏈接 人造偏振片
5.3 光通過單軸晶體時的雙折射現(xiàn)象
5.4 光在晶體中的波面
5.5 光在晶體中的傳播方向
5.6 偏振器件
5.7 橢圓偏振光和圓偏振光
5.8 偏振態(tài)的實驗檢驗
視窗與鏈接3D電影
5.9 偏振光的干涉
5.10 場致雙折射現(xiàn)象及其應用
視窗與鏈接 液晶的電光效應及其應用
5.11 旋光效應
5.12 偏振態(tài)的矩陣表述簡介
附錄5.1 從沃拉斯頓棱鏡出射的兩束線偏振光夾角公式(5-15)的推導
習題
第6章 光的吸收、散射和色散
6.1 電偶極輻射對反射和折射現(xiàn)象的解釋
6.2 光的吸收
6.3 光的散射
視窗與鏈接 光的散射與環(huán)境污染監(jiān)測
6.4 光的色散
6.5 色散的經(jīng)典理論
習題
第7章 光的量子性
7.1 光速"米"的定義
視窗與鏈接 光頻梳
7.2 經(jīng)典輻射定律
7.3 普朗克輻射公式
視窗與鏈接 2006年諾貝爾物理學獎
7.4 光電效應
7.5 愛因斯坦的量子解釋
視窗與鏈接 雙激光束光捕獲
7.6 康普頓效應
7.7 德布羅意波
7.8 波粒二象性
附錄7.1 從普朗克公式推導斯特藩一玻耳茲曼定律
附錄7.2 從普朗克公式推導維恩位移定律
習題
第8章 現(xiàn)代光學基礎
8.1 光與物質相互作用
8.2 激光原理
8.3 激光的特性
8.4 激光器的種類
視窗與鏈接 超輻射激光器
8.5 非線性光學
8.6 激光在生物學中的應用
視窗與鏈接 光聲斷面成像
視窗與鏈接 原子X射線激光器
8.7 信息光學
視窗與鏈接 拍攝原子運動的照片
8.8 光學信息技術及其應用
視窗與鏈接 計算全息加速生物組織工程的制造進程
附錄8.1 傅里葉變換
附錄8.2 單色光波復振幅的展開
習題
常用物理常量表
習題答案
主要參考書目