光學(英文第五版)

第1章 A Brief History 光學簡史 9
1.1 Prolegomenon 開場白 9
1.2 In the Beginning 初始時期 9
1.3 From the Seventeenth Century 十七世紀以來 10
1.4 The Nineteenth Century 十九世紀 12
1.5 Twentieth-Century Optics 二十世紀的光學 15

第2章 Wave Motion 波動 18
2.1 One-Dimensional Waves 一維波 18
2.2 Harmonic Waves 諧波 22
2.3 Phase and Phase Velocity 相位和相速度 26
2.4 The Superposition Principle 疊加原理 28
2.5 The Complex Representation 復數表示 30
2.6 Phasors and the Addition of Waves 相矢量和波的相加 31
2.7 Plane Waves 平面波 32
2.8 The Three-Dimensional Differential Wave Equation 三維波動微分方程 36
2.9 Spherical Waves 球面波 37
2.10 Cylindrical Waves 柱面波 39
2.11 Twisted Light 盤旋的光 39
Problems 習題 41

第3章 Electromagnetic Theory, Photons, and Light 電磁理論、光子和光 45
3.1 Basic Laws of Electromagnetic Theory 電磁理論的基本定律 46
3.2 Electromagnetic Waves 電磁波 54
3.3 Energy and Momentum 能量和動量 57
3.4 Radiation 輻射 69
3.5 Light in Bulk Matter 光在大塊物質中 76
3.6 The Electromagnetic-Photon Spectrum 電磁-光子譜 83
3.7 Quantum Field Theory 量子場論 90
Problems 習題 92

第4章 The Propagation of Light 光的傳播 96
4.1 Introduction 引言 96
4.2 Rayleigh Scattering 瑞利散射 96
4.3 Reflection 反射 104
4.4 Refraction 折射 108
4.5 Fermat』s Principle 費馬原理 117
4.6 The Electromagnetic Approach 電磁學研究方法 121
4.7 Total Internal Reflection 全內反射 133
4.8 Optical Properties of Metals 金屬的光學性質 139
4.9 Familiar Aspects of the Interaction of Light and Matter 光和物質相互作用的一些熟知方面 142
4.10 The Stokes Treatment of Reflection and Refraction 對反射和折射的斯托克斯處理方法 147
4.11 Photons, Waves, and Probability 光子、波與概率 148
Problems 習題 151

第5章 Geometrical Optics 幾何光學 159
5.1 Introductory Remarks 引言 159
5.2 Lenses 透鏡 159
5.3 Stops 光闌 183
5.4 Mirrors 反射鏡 188
5.5 Prisms 棱鏡 199
5.6 Fiberoptics 纖維光學 204
5.7 Optical Systems 光學系統 215
5.8 Wavefront Shaping 波前整形 239
5.9 Gravitational Lensing 引力透鏡 244
Problems 習題 246

第6章 More on Geometrical Optics 幾何光學的進一步討論 255
6.1 Thick Lenses and Lens Systems 厚透鏡和透鏡組 255
6.2 Analytical Ray Tracing 解析法光線追跡 259
6.3 Aberrations 像差 266
6.4 GRIN Systems GRIN（梯度折射率）系統 284
6.5 Concluding Remarks 結束語 286
Problems 習題 286

第7章 The Superposition of Waves 波的疊加 290
7.1 The Addition of Waves of the Same Frequency 同頻波的相加 291
7.2 The Addition of Waves of Different Frequency 異頻波的相加 302
7.3 Anharmonic Periodic Waves 非諧周期波 308
7.4 Nonperiodic Waves 非周期波 318
Problems 習題 332

第8章 Polarization 偏振 338
8.1 The Nature of Polarized Light 偏振光的本質 338
8.2 Polarizers 起偏器 346
8.3 Dichroism 二向色性 347
8.4 Birefringence 雙折射 351
8.5 Scattering and Polarization 散射和偏振 361
8.6 Polarization by Reflection 反射引起的偏振 363
8.7 Retarders 推遲器 366
8.8 Circular Polarizers 圓偏振器 373
8.9 Polarization of Polychromatic Light 多色光的偏振 374
8.10 Optical Activity 旋光性 375
8.11 Induced Optical Effects—Optical Modulators 感生光學效應——光調制器 380
8.12 Liquid Crystals 液晶 384
8.13 A Mathematical Description of Polarization 偏振的數學描述 387
Problems 習題 392

第9章 Interference 干涉 398
9.1 General Considerations 一般考慮 398
9.2 Conditions for Interference 發生干涉的條件 402
9.3 Wavefront-Splitting Interferometers 分波陣面干涉儀 405
9.4 Amplitude-Splitting Interferometers 分振幅干涉儀 416
9.5 Types and Localization of Interference Fringes 干涉條紋的類型和定位 432
9.6 Multiple-Beam Interference 多束光的干涉 433
9.7 Applications of Single and Multilayer Films 單層和多層薄膜的應用 441
9.8 Applications of Interferometry 干涉測量術的應用 446
Problems 習題 452

第10章 Diffraction 衍射 457
10.1 Preliminary Considerat ions 初步考慮 457
10.2 Fraunhofer Diffraction 夫琅禾費衍射 465
10.3 Fresnel Diffraction 菲涅耳衍射 505
10.4 Kirchhoff』s Scalar Diffraction Theory 基爾霍夫標量衍射理論 532
10.5 Boundary Diffraction Waves 邊界衍射波 535
Problems 習題 536

第11章 Fourier Optics 傅里葉光學 542
11.1 Introduction 引言 542
11.2 Fourier Transforms 傅里葉變換 542
11.3 Optical Applications 光學應用 552
Problems 習題 583

第12章 Basics of Coherence Theory 相干性理論初步 588
12.1 Introduction 引言 588
12.2 Fringes and Coherence 條紋和相干性 590
12.3 Visibility 可見度 594
12.4 The Mutual Coherence Function and the Degree of Coherence 互相干函數和相干度 597
12.5 Coherence and Stellar Interferometry 相干性與測星干涉測量術

促使我撰寫第五版的原因是三個迫切要求：只要有可能就改善教學法；不斷對討論到的內容進行現代化（例如，更多地談些光子、相矢量和傅里葉光學）；以及刷新內容，跟上技術進步的步伐（比方說，本書現在也討論原子干涉儀和超構材料）。光學是一個發展很快的領域，這一版力爭為這門學科提供一本現代的入門教材，同時始終集中注意力於教學法。