目錄
第1章　幾何光學的基本定律和物像概念　1　
1.1　幾何光學的基本定律　1
1.1.1　幾何光學的點、線、面　1
1.1.2　幾何光學的三大定律　2
1.1.3　費馬原理　4
1.2　光學系統的物像概念　5
習題　7
第2章　共軸球面光學系統　8
2.1　符號規(guī)則　8
2.1.1　光路方向　8
2.1.2　線量的正負號　8
2.1.3　角度的正負號　9
2.1.4　符號規(guī)則的意義　10
2.1.5　光路圖中的符號標　10
2.2　物體經單個折射球面的成像　10
2.2.1　單球面成像的光路計算　10
2.2.2　近軸區(qū)域的物像關系　13
2.2.3　近軸區(qū)域的物像放大率　15
2.3　單個反射球面的成像　17
2.4　共軸球面系統的成像　18
習題　22
第3章　理想光學系統　23
3.1　理想光學系統的基本理論　23
3.2　理想光學系統的基點與基面　24
3.2.1　無限遠的軸上物點與像方焦點　24
3.2.2　無限遠的軸上像點與物方焦點　25
3.2.3　主平面　25
3.2.4　光學系統的焦距　26　
3.2.5　理像光學系統的節(jié)點　27
3.2.3　理像光學系統的物像關系　27
3.3.1　作圖法求像　27
3.3.2　解析法求像　30
3.4　理想光學系統的多光組成像　35
3.4.1　多光組成像的一般過程　35
3.4.2　多光組系統的等效系統　37
3.4.3　雙光組組合　40
3.4.4　雙光組組合的應用實例　43
3.5　實際光學系統的基點和基面　45
3.5.1　實際系統的基點和基面　45
3.5.2　透鏡的基點和基面　46
習題　50
第4章　平面系統　54
4.1　平面鏡　55
4.1.1　單平面鏡的成像特性　55
4.1.2　雙面鏡的成像特性　56
4.2　反射棱鏡　58
4.2.1　反射棱鏡的類型　58
4.2.2　棱鏡系統成像的物像坐標變化　59
4.2.3　反射棱鏡的等效作用與展開　60
4.3　平行平板　62
4.3.1　平行平板的成像特性　62
4.3.2　平行平板對光線位移的計算　63
4.3.3　平行平板的等效空氣層　65
4.3.4　共軸球面系統和平面棱鏡系統的組合　67
4.4　折射棱鏡和光楔　68
4.4.1　折射棱鏡　68
4.4.2　光楔　70
習題　71
第5章　光學系統的光束限制　74
5.1　概述　74
5.2　孔徑光闌　76
5.2.1　孔徑光闌的判斷　76
5.2.2　入射光瞳和出射光瞳　79
5.3　視場光闌　80
5.3.1　視場范圍的計算　81
5.3.2　漸暈及其相關計算　81
5.3.3　入射窗和出射窗　84
5.4　漸暈光闌與場鏡　84
5.4.1　漸暈光闌　84
5.4.2　場鏡　87
5.5　景深和焦深　88
5.5.1　景深　88
5.5.2　焦深　89
5.5.3　遠心光路　90
習題　93
第6章　像差概論　95
6.1　軸上點球差　95
6.1.1　球差的概念和形成　95
6.1.2　單個折射球面的齊明點　97
6.1.3　單透鏡的球差　98
6.2　彗差　99
6.2.1　彗差的概念和形成　99
6.2.2　孔徑光闌對彗差的影響　102
6.3　細光束像散　103
6.4　細光束場曲　105
6.5　畸變　107
6.6　色差　109
6.6.1　位置色差　110
6.6.2　倍率色差　113
習題　115
第7章　光度學與色度學　116
7.1　視敏函數與顏色視覺　116
7.1.1　視敏函數　116
7.1.2　顏色視覺　117
7.2　光度學中的量及其基本規(guī)律　119
7.2.1　光通量　119
7.2.2　發(fā)光強度　119
7.2.3　光照度　120
7.2.4　光亮度　121
7.2.5　光度學中的基本規(guī)律　122
7.3　色度學基礎　125
7.3.1　顏色匹配實驗　126
7.3.2　CIE標準色度系統　126
7.3.3　CIE色度計算　130
7.3.4　均勻顏色空間與色差計算　132
7.3.5　光源　135
習題　139
第8章　實用光學系統　140
8.1　人眼光學系統　140
8.1.1　眼睛的結構　140
8.1.2　眼睛的調節(jié)和適應　142
8.1.3　眼睛的視力缺陷與校正　143
8.1.4　人眼的分辨力和對準精度　145
8.1.5　雙眼立體視覺　146
8.2　放大鏡　148
8.2.1　視覺放大率　148
8.2.2　光束限制和線視場　150
8.2.3　放大鏡用做目鏡　150
8.3　顯微鏡系統　151
8.3.1　顯微鏡工作原理與視覺放大率　151
8.3.2　顯微鏡的光束限制　152
8.3.3　顯微鏡的分辨力和有效放大率　154
8.3.4　顯微鏡的應用舉例　157
8.4　望遠鏡系統　160
8.4.1　望遠系統的視覺放大率　160
8.4.2　望遠系統的分辨力和有效放大率　161
8.4.3　望遠鏡的光束限制　162
8.4.4　望遠鏡的轉向系統　165
8.5　攝影系統　166
8.5.1　攝影物鏡的光學特性　166
8.5.2　攝影物鏡的景深　168
8.5.3　變焦距物鏡　169
8.6　投影系統　170
8.6.1　光學性能　171
8.6.2　光度特性　171
8.6.3　投影物鏡的結構形式　172
8.6.4　變形物鏡　172
8.7　照明系統　174
習題　176
第9章　特殊結構光學透鏡　178
9.1　雙液體變焦透鏡　178
9.2　菲涅耳透鏡　182
習題　186
第10章　光的電磁理論基礎　187
10.1　光波的特性　187
10.1.1　麥克斯韋方程組　187
10.1.2　物質方程　189
10.1.3　電磁波動方程　190
10.2　幾種簡單的光波場　192
10.2.1　簡諧平面波　192
10.2.2　球面波和柱面波　196
10.2.3　電磁場的能量和能流　197
10.3　光波的疊加　198
10.3.1　波的疊加原理　198
10.3.2　同頻率、同振動方向單色光波的疊加　199
10.3.3　頻率相同、振動方向相互垂直的光波的疊加　200
10.3.4　不同頻率單色光波的疊加　201
10.4　光在兩種介質分界面上的反射和折射　203
10.4.1　電磁場的邊界條件　203
10.4.2　反射定律和折射定律　203
10.4.3　菲涅耳公式　204
10.4.4　菲涅耳公式的討論　207
10.4.5　全反射與倏逝波　210
習題　213
第11章　光的干涉　215
11.1　光波干涉條件和楊氏干涉實驗　215
11.1.2　楊氏干涉實驗　216
11.2　干涉條紋的可見度　218
11.2.1　雙光束干涉時干涉條紋的可見度　219
11.2.2　光源的非單色性對干涉條紋可見度的影響　220
11.2.3　光源大小對干涉條紋可見度的影響　221
11.3　平板的雙光束干涉　223
11.3.1　干涉條紋的分類　223
11.3.2　等傾干涉　225
11.3.3　等厚干涉　228
11.4　平板干涉的應用　232
11.4.1　邁克耳孫干涉儀　232
11.4.2　泰曼-格林干涉儀和波面干涉技術　235
11.4.3　馬赫-曾德爾干涉儀　236
11.5　平行平板的多光束干涉及其應用　236
11.5.1　平行平板多光束干涉的原理　237
11.5.2　法布里-拍羅干涉儀　240
11.5.3　干涉濾光片　242
11.6　光學薄膜　242
11.6.1　單層膜　242
11.6.2　多層膜　244
習題　246
第12章　光的衍射　248
12.1　光波的標量衍射理論　248
12.1.1　衍射的基本概念　248
12.1.2　惠更斯原理　249
12.1.3　惠更斯原理-菲涅耳原理　249
12.1.4　兩種典型的衍射　250
12.2　菲涅耳衍射　252
12.2.1　菲涅耳半波帶法　252
12.2.2　菲涅耳波帶片　253
12.3　夫瑯禾費衍射　255
11.1.1　光波干涉條件　215
12.3.1　矩孔衍射　255
12.3.2　單縫衍射　256
12.3.3　單縫衍射因子的特點　256
12.3.4　多縫衍射　258
12.3.5　圓孔衍射　260
12.4　光學成像系統的衍射和分辨本領　262
12.4.1　成像系統的衍射現象　262
12.4.2　成像系統的分辨本領　262
12.4. 3　望遠鏡的分辨率　262
12.4.4　照相物鏡的分辨率　263
12.4.5　顯微鏡的分辨率　264
12.5　衍射光柵　264
12.5.1　衍射光柵概述　264
12.5.2　幾種典型衍射光柵　267
習題　269
第13章　光的偏振　272
13.1　偏振光的描述　272
13.1.1　光波的偏振態(tài)　272
13.1.2　偏振度　273
13.1.3　偏振態(tài)的表示法　274
13.2　各向異性介質中的光波傳播特性　277
13.2.1　晶體的光學各向異性　277
13.2.2　平面波在晶體中的傳播　278
13.2.3　平面波在晶體界面上的雙反射和雙折射　282
13.3　偏振器件　284
13.3.1　偏振器　284
13.3.2　波片　285
13.3.3　偏振器件的數學描述　287
13.4　偏振光的干涉　291
13.5　柱矢量偏振光　292
習題　294
簡明習題答案　295
參考文獻　300
附錄　302