新概念物理教程 光學 麵嚮21世紀課程教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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趙凱華 著，趙凱華 編，趙凱華 譯

圖書標籤:

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齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040155624

商品編碼：27489133807

開本：16

新概念物理教程——光學
	定價	39.70
	齣版社	高等教育齣版社
	版次	1
	齣版時間	2004年11月
	開本	16
	作者	趙凱華
	裝幀	平裝
	頁數	406
	字數
	ISBN編碼	9787040155624

本書是“十五” 規劃教材和麵嚮21世紀課程教材，是《新概念物理教程》的 後一部。本書是作者多年教學經驗的總結，是在其原來編寫的《光學》的基礎上改寫而成的。在編寫思想上，本書與已齣的幾本書是一脈相承的，即用現代的觀點審視、選擇和組織好傳統的教學內容；適當地為物理學前沿打開窗口和安裝接口；通過知識的傳授提高科學素質和能力。考慮到現在中學教改的情況，作者仍將幾何光學的內容作為 修內容寫入書中。 本書可作為物理類專業光學課程的教材或參考書，也可供其他專業和社會讀者閱讀。

dy章 光和光的傳播

§1．光和光學

1．1 光的本性

1．2 光源與光譜

1．3 光學的研究對象、分支與應用

§2．光的幾何光學傳播規律

2．1 幾何光學三定律

2．2 全反射

2．3 棱鏡與色散

2．4 光路的可逆性原埋

§3．惠更斯原理

3．1 波的幾何描述

3．2 惠更斯原理的錶述

3．3 對反射定律和摺射定律的解釋

3．4 直綫傳播問題

§4．費馬原理

4．1 光程

4．2 費馬原理的錶述

4．3 由費馬原理推導幾何光學三定律

§5．光度學基本概念

5．1 輻射能通量和光通量

5．2 發光強度和亮度

5．3 餘弦發光體和定嚮發光體

5．4 照度

5．5 光度學單位的定義

本章提要

思考題

習題

第二章 幾何光學成像

§1．成像

1．1 實像與虛像實物與虛物

1．2 物方和像方物與像的共軛性

1．3 物像之間的等光程性

1．4 等光程麵

§2．共軸球麵組傍軸成像

2．1 光在單個球麵上的摺射

2．2 軸上物點成像焦距、物像距公式

2．3 傍軸物點成像與橫嚮放大率

2．4 逐次成像

2．5 拉格朗日-亥姆霍茲定理

§3．薄透鏡

3．1 焦距公式

3．2 成像公式

3．3 密接透鏡組

3．4 焦麵

3．5 作圖法

3．6 透鏡組成像

§4．理想光具組理論

4．1 理想成像與共綫變換

4．2 共軸理想光具組的基點和基麵

4．3 物像關係

4．4 理想光具組的聯閤

§5．光學儀器

5．1 投影儀器

5．2 照相機

5．3 眼睛

5．4 放大鏡和目鏡

5．5 顯微鏡

5．6 望遠鏡

5．7 棱鏡光譜儀

§6．光闌

6．1 孔徑光闌入射光瞳和齣射光瞳

6．2 視場光闌入射窗和齣射窗

§7．像差

7．1 像差概述

7．2 球麵像差

7．3 彗形像差

7．4 正弦條件和齊明點

7．5 像散和像場彎麯

7．6 畸變

7．7 色像差

7．8 小結

……

第三章 乾涉

第四章 衍射

第五章 變換光學與全息照相

第六章 偏振

第七章 光與物質的相互作用 光的量子性

附錄A 傅裏葉變換 波包的速度

附錄B 物理常量

習題答案

索引

《光之探索：超越經典，逐夢未來》 內容梗概： 本書旨在為讀者開啓一段穿越光學宏偉殿堂的旅程，深入探尋光的本質、傳播規律以及其在現代科學技術中的非凡應用。我們不局限於傳統的光學理論，而是以前瞻性的視角，帶領讀者一同審視光學領域在21世紀的最新發展和未來趨勢。全書以嚴謹的科學態度，結閤生動形象的闡釋，力求在傳授知識的同時，激發讀者對光學的濃厚興趣和深入探索的欲望。 第一篇：光之初探——經典光學基石 本篇將讀者帶迴光學思想的源頭，從古希臘哲學傢對光綫直綫傳播的樸素認識，到牛頓的微粒說與惠更斯的光波說之爭，勾勒齣光學理論發展的曆史脈絡。我們將詳細講解幾何光學的基礎，包括光的反射和摺射定律，並深入探討透鏡和反射鏡的成像原理。通過對各種光學元件的分析，讀者將理解如何利用它們構建各種成像係統，如照相機、望遠鏡和顯微鏡。 光的傳播： 我們將從最基本的幾何光學齣發，解釋光在均勻介質中沿直綫傳播的特性，並引入光綫的概念。隨後，我們將詳細闡述光的反射定律，包括入射角、反射角和反射平麵之間的關係，並通過大量實例說明平麵鏡和球麵鏡的成像特點，例如虛像和實像的區彆，放大與縮小的成像情況。 光的摺射： 緊接著，我們將深入講解光的摺射現象，以及斯涅爾定律（Snell's Law）的數學形式和物理意義。我們將分析光從一種介質進入另一種介質時，其傳播方嚮發生改變的原因，並探討全反射現象及其在光縴通信等領域的關鍵應用。 成像原理： 本節將聚焦於透鏡的成像原理，詳細講解凸透鏡和凹透鏡的成像特性，包括焦距、物距、像距之間的關係，以及各種成像公式的應用。我們將通過繪製光路圖，直觀地展示不同位置物體的成像情況，並分析其放大率和虛實性質。此外，我們還將探討組閤透鏡係統的成像特性，為理解復雜光學儀器奠定基礎。 光學儀器： 結閤前述的成像原理，我們將介紹幾種經典的光學儀器，例如簡單的放大鏡、顯微鏡和望遠鏡。我們將分析這些儀器如何利用透鏡的組閤來放大或縮小物體，以及如何實現遠距離的觀測。通過對這些儀器的剖析，讀者將能更深刻地理解光學定律在實際應用中的威力。 第二篇：光的波動性——超越直觀的視角 進入本篇，我們將超越幾何光學對光的粒子性描述，揭示其更為深刻的波動本質。我們將從光的乾涉現象入手，解釋相乾光波疊加時産生的明暗條紋，並介紹楊氏雙縫乾涉實驗及其對光波動說的有力證明。隨後，我們將深入探討光的衍射，理解光波在遇到障礙物或孔縫時發生的彎麯和散開現象，以及夫琅琅費衍射和菲涅爾衍射的區彆。最後，我們將簡要介紹光的偏振，揭示光波電矢量振動方嚮的特殊性，以及偏振光在液晶顯示、3D電影等技術中的應用。 光的乾涉： 本節將詳細講解光的乾涉原理，重點闡述相乾光波的疊加是産生乾涉條紋的前提。我們將通過分析楊氏雙縫乾涉實驗，深入剖析不同光程差導緻的光的增強（相長乾涉）和減弱（相消乾涉）的條件。我們將推導乾涉條紋的間距公式，並介紹薄膜乾涉、邁剋爾遜乾涉儀等實際應用。 光的衍射： 我們將介紹光的衍射現象，即光波在傳播過程中遇到障礙物邊緣或小孔時，會發生偏離直綫傳播的現象。我們將區分夫琅琅費衍射（遠場衍射）和菲涅爾衍射（近場衍射），並重點講解單縫衍射、雙縫衍射和光柵衍射的條紋特點和分布規律。衍射理論對於理解光學儀器的分辨率具有至關重要的意義。 光的偏振： 在本節中，我們將闡述光的偏振現象，即光波的電矢量振動方嚮的非隨機分布。我們將介紹自然光、綫偏振光、圓偏振光和橢圓偏振光的區彆，並探討馬呂斯定律（Malus's Law）和布儒斯特定律（Brewster's Law）。偏振光學在分析材料光學性質、控製光強以及製造各種光學器件方麵發揮著重要作用。 第三篇：光與物質的交互——現代光學的新領域 本篇將引領讀者進入現代光學更為廣闊和前沿的領域，探索光與物質之間更為復雜而奇妙的相互作用。我們將從光與原子、分子的相互作用談起，介紹光的吸收、發射和散射現象，並引齣光譜學的基本概念。隨後，我們將深入探討非綫性光學，理解強光場下介質光學性質的改變，以及倍頻、參量放大等非綫性光學效應。最後，我們將觸及量子光學，揭示光的量子化本質，介紹光子、量子糾纏等概念，並展望量子光學在量子計算、量子通信等顛覆性技術中的潛力。 光與原子/分子： 我們將解釋光子如何被原子或分子吸收，導緻電子躍遷到更高的能級，以及原子或分子如何通過發射光子迴到較低能級。我們將介紹光的吸收光譜和發射光譜，並闡述光譜學在物質成分分析、天體物理研究等領域的重要性。此外，我們還將介紹光的散射現象，如瑞利散射和拉曼散射。 非綫性光學： 在本節中，我們將探討當光強達到一定程度時，介質的摺射率等光學參數會隨光強變化的非綫性光學現象。我們將重點介紹二次諧波産生（SHG）、三次諧波産生（THG）等倍頻效應，以及光參量放大（OPA）等技術。這些非綫性光學效應是實現激光調頻、高次諧波産生等重要應用的基礎。 量子光學： 本篇的壓軸內容將是對光的量子本質的深入探索。我們將介紹普朗剋量子假說和愛因斯坦的光量子理論，理解光能量的不連續性。我們將深入探討光子的概念，以及光子與經典電磁波的區彆。我們將簡要介紹量子糾纏現象，並展望量子光學在量子信息科學、量子通信和量子計算等前沿領域所蘊含的巨大潛力。 第四篇：光學的未來展望——21世紀的無限可能 在本書的最後篇章，我們將聚焦於光學領域在21世紀的最新發展和未來趨勢，勾勒齣光學技術如何以前所未有的方式塑造我們的未來。我們將探討超材料光學，理解如何通過設計人工微結構來實現對光場的精確調控，從而實現負摺射、隱身衣等神奇功能。我們將深入瞭解光子晶體，探索其在光信息處理、新型激光器等方麵的應用前景。此外，我們還將關注生物光學，研究光在生命過程中的作用，以及光學技術在醫學診斷、治療等領域的創新應用。最後，我們將展望集成光學、納米光學等新興領域，展望光學技術如何與人工智能、生物技術等深度融閤，開啓更加智能、便捷、美好的未來。 超材料光學： 本節將介紹超材料的概念，即通過人工設計具有亞波長結構單元的材料，實現自然界不存在的電磁學特性。我們將重點討論負摺射、完美透鏡、電磁隱身衣等基於超材料的奇特光學現象，並分析其潛在應用。 光子晶體： 我們將介紹光子晶體的概念，這是一種在空間周期性變化的介質，可以調控光子的傳播。我們將探討其帶隙結構、光子局域化效應，以及在光通信、光計算、新型激光器等領域的應用潛力。 生物光學： 本篇將聚焦於光學與生命科學的交叉領域。我們將探討生物體內的光學現象，如生物發光、視覺感知等，並介紹光學技術在醫學成像（如OCT、熒光顯微鏡）、光動力療法、基因編輯等方麵的應用。 新興領域與前沿展望： 我們將簡要介紹納米光學（研究納米尺度下光與物質的相互作用）、集成光學（將光學器件集成到芯片上）、計算光學（利用計算方法模擬和優化光學係統）等前沿領域。最後，我們將對光學未來的發展方嚮進行展望，強調光學技術在推動科學進步、解決社會挑戰方麵的核心作用。 本書不僅是一本光學知識的教科書，更是一扇通往光學奇妙世界的窗口。我們希望通過對這些內容的深入淺齣地講解，能夠激發讀者對光學前沿問題的思考，培養嚴謹的科學思維，為他們在未來的學習和研究中打下堅實的基礎，並鼓勵他們為光學科學的進步貢獻自己的力量。

評分☆☆☆☆☆

讀瞭這本書，感覺自己對光學的理解被徹底顛覆瞭。它不是那種告訴你“怎麼做”的書，而是教你“為什麼這樣做”的書。作者在梳理光學知識體係時，展現齣瞭非凡的洞察力，將看似零散的知識點，通過嚴密的理論框架串聯起來，形成瞭一個有機整體。我印象最深刻的是關於光量子理論的部分，它將物理學的兩個基石——波動說和粒子說——巧妙地融閤，解釋瞭光電效應等一係列經典難題。這種理論的高度統一和解釋力的強大，讓我對物理學的美感有瞭更深的體會。此外，書中還穿插瞭大量曆史背景和科學傢的故事，這使得學習過程不再枯燥，而是充滿人文色彩。我甚至覺得，這本書不僅僅是一本教材，更是一部光學發展史的縮影，它讓我看到瞭人類在探索未知過程中所付齣的艱辛與智慧。

評分☆☆☆☆☆

這本書的編排和內容設計，著實讓我眼前一亮。它采取瞭一種螺鏇式上升的學習方式，從基礎的幾何光學入手，逐步深入到波動光學，再到量子光學，層層遞進，環環相扣。這種結構的好處在於，當你遇到難以理解的概念時，往往可以在後麵的章節找到更深入的解釋，或者通過前麵已經掌握的知識來輔助理解。我很欣賞作者在引入新概念時，總會先給齣一些直觀的物理圖像，然後再引入數學模型，避免瞭直接被公式淹沒的風險。書中大量的例題和習題，難度梯度閤理，既有鞏固基礎的，也有挑戰思維的，這為我的學習提供瞭很好的實踐平颱。我特彆喜歡那些設計巧妙的習題，它們能有效地檢驗我是否真正理解瞭概念，而不僅僅是記憶瞭公式。

評分☆☆☆☆☆

這是一本讓我既興奮又充滿挑戰的物理教材。初次翻開，就被其嚴謹的邏輯和深刻的洞察力所吸引。它並沒有停留在對光學現象的簡單描述，而是深入到光與物質相互作用的本質，從微觀粒子的量子行為到宏觀電磁波的傳播特性，都做瞭詳盡而精妙的闡述。我尤其喜歡它在講解乾涉和衍射時，不僅僅給齣公式，更通過大量生動的類比和圖形，幫助我理解那些抽象的概念。比如，在解釋惠更斯原理時，作者巧妙地將光波前比作水波，使得我這個初學者也能輕鬆把握波動的疊加和傳播過程。而且，書中對現代光學技術，如激光、全息術的介紹，更是讓我看到瞭光學在實際應用中的巨大潛力，激發瞭我進一步探索的興趣。雖然有些章節對數學的要求比較高，但我相信，隻要我認真研讀，剋服睏難，一定能在這本書的引導下，對光學有一個質的飛躍。

評分☆☆☆☆☆

我一直對光學領域感到好奇，但市麵上很多相關的書籍要麼過於淺顯，要麼過於晦澀。這本書恰好填補瞭這一空白。它在保持學術嚴謹性的同時，語言錶達卻相當生動有趣。作者在講解一些復雜的光學現象時，經常會使用一些生活化的例子，或者形象的比喻，讓抽象的理論變得觸手可及。例如，在解釋光的偏振時，作者就巧妙地引用瞭百葉窗的原理，讓我瞬間明白瞭偏振光的本質。而且，這本書在介紹一些前沿的物理概念時，也沒有迴避其不確定性和爭議性，而是以一種開放的態度，引導讀者去思考和探索。這讓我覺得，這本書不僅僅是在傳授知識，更是在培養一種科學探究精神。

評分☆☆☆☆☆

對於想要深入理解光學的讀者來說，這本書絕對是一本不可多得的寶藏。它在內容上極為豐富，涵蓋瞭從基礎的光的傳播、成像，到更復雜的乾涉、衍射、偏振，再到量子光學和現代光學器件等多個方麵。作者在論述過程中，邏輯清晰，條理分明，使得整個學習過程順暢而高效。我尤其欣賞書中對數學工具的運用，它並不是為瞭炫技，而是為瞭更精確地描述和解釋物理現象，並且在必要時，會給齣詳細的推導過程，幫助讀者理解數學公式的來龍去脈。此外，書中還對一些重要的光學實驗進行瞭深入的介紹，這讓我有機會瞭解這些經典實驗是如何一步步揭示光學奧秘的，讓我對科學研究的嚴謹性有瞭更深的認識。