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第十三章 电磁理论1

13.1．理论的发展过程1

13.3．数学方法2

13.4．E和B的定义5

13.6．电荷密度和电流的定义7

13.7．材料媒质的极化8

13.8．麦克斯韦方程组10

13.9．电磁波10

13.10．光速11

13.11．电磁波的性质12

习题［13（ⅰ）—13（ⅵ）］14

13.12．电磁波的叠加15

13.13．偏振光的表述16

13.14．电磁场的能量16

13.15．坡印廷定理17

13.16．电磁波的动量18

习题［13（ⅶ）—13（ⅸ）］19

参考文献19

附录13A：电磁场的势表示法20

附录13B：电偶极子的辐射24

同步加速器辐射28

第十四章 反射和折射的电磁理论30

14.1．边界条件30

14.2．反射定律和折射定律30

14.8．反射系数36

14.9．偏振度37

14.10．偏振面的旋转38

14.11．反射时位相的改变38

14.12．驻波39

习题［14（ⅰ）—14（ⅳ）］39

14.15．全反射40

习题［14（ⅴ）—14（ⅷ）］42

14.16．第二媒质中的扰动43

14.17．反射和折射理论的实验验证44

14.20．光波导46

14.21．片式波导46

14.22．非传播模48

14.23．镀膜片式波导48

14.24．横电（TE）模和横磁（TM）模49

14.25．波导的耦合50

14.26．集成光学51

14.27．纤维光波导52

14.29．视神经中的波导52

参考文献53

第十五章 吸收和色散的电磁理论55

15.5．吸收媒质中光的传播55

习题［15（ⅰ）—15（ⅳ）］57

15.6．吸收媒质对光的反射57

15.7．正入射时的反射58

习题［15（ⅴ）］59

15.8．斜入射时的反射59

15.10．主入射角61

15.11．主方位角62

15.12．理论与实验的比较63

习题［15（ⅵ）］64

15.13．金属的光学常数64

15.18．色散理论电介质67

15.21．低压气体的色散69

15.24．吸收线的区域71

15.23．固体和液体电介质的色散71

15.28．f值的测定74

15.30．液体和固体的吸收75

15.31．剩余辐射76

15.32．金属的色散公式77

15.34．色散与分子散射的关系79

15.37．κ与μ的关系82

习题［15（ⅶ）和15（ⅷ）］83

习题［15（ⅸ）］86

15.40．其它类型的散射86

参考文献87

附录15A：吸收媒质中的折射波88

第十六章 各向异性媒质90

16.1．光各向异性与电各向异性90

16.5．各向异性媒质中的射线93

16.6．平面波的传播94

习题［16（ⅰ）—16（ⅳ）］96

16.7．D、E、H、8和ρ之间的角度关系96

16.8．对于某一给定波法方向，D的两个可能方向相互垂直98

习题［16（ⅴ）—16（ⅷ）］99

16.9．能量传播的速度射线速度99

16.10．射线的性质100

习题［16（ⅸ）—16（ⅹⅳ）］102

16.12．波面（射线面）103

16.14．法线面106

16.15．某一给定波法方向上二相速之差107

16.16．单轴晶体中的波面107

16.17．双折射108

16.18．单轴晶体中的双折射109

16.19．双轴晶体中的折射110

16.21．锥形折射112

16.22．外锥折射112

16.23．内锥折射113

16.28．会聚平面偏振光经过晶体薄片的传播116

16.32．等色面119

16.34．等色线121

16.35．单轴晶体，垂直于光轴切割123

16.36．无色线（单轴晶体）124

16.37．双轴晶体，垂直于二光轴之分角线切割124

16.38．无色线（双轴晶体，垂直于二光轴分角线切割）125

16.40．圆偏振光通过晶片的传播126

16.43．用会聚偏振光照射旋光晶体128

16.44．晶体光学常数的测定128

16.45．光学各向异性与晶体结构的关系130

16.46．色散131

16.47．与分子结构的关系132

16.48．从晶体结构计算双折射132

16.49．旋光性133

16.50．法拉第效应134

16.51．克尔效应——二阶电光效应135

16.52．一阶电光效应136

16.53．电光开关136

16.54．克尔效应的理论137

16.55．科顿-穆顿（Cotton-Mouton）效应138

16.56．光弹性138

16.58．液体中的各向异性141

16.59．总的结论141

习题［16（ⅹⅴ）—16（ⅹⅹⅰ）142

参考文献143

17.2．光电效应146

第十七章 辐射与物质的相互作用146

17.4．原子的线光谱148

17.6．卢瑟福-玻尔原子模型149

17.7．定态150

17.8．气体的吸收光谱和发射光谱150

17.10．慢电子激发光谱152

17.11．单原子气体的线系限吸收152

17.12．气体光电效应153

17.13．共振辐射153

17.14．第二类碰撞156

17.15．爱因斯坦光化学定律156

17.16．爱因斯坦光子理论157

17.17．逆光电效应158

17.18．光压158

17.21．光压的波动理论162

17.22．康普顿效应163

17.23．与圆偏振光相关的角动量164

习题［17（ⅰ）—17（ⅷ）］166

参考文献167

附录17A 康普顿效应的理论167

第十八章 受激发射——激光169

18.1．温度辐射169

习题［18（ⅰ）］171

18.5．普朗克定律173

18.6．细致平衡原理174

18.8．爱因斯坦系数175

18.9．受激原子的寿命176

18.10．τ的直接测量177

18.11．f值与τ的关系178

18.14．用受激发射进行放大180

18.13．自然线宽与跃迁几率的关系180

18.16．共振系统181

18.17．共振腔182

18.18．双球面反射镜激光器183

18.19．实用激光系统183

18.20．短光脉冲的发生187

18.22．非线性光学189

18.24．位相匹配190

18.25．参量放大——增频转换191

18.26．参量放大器和振荡器192

18.27．激光过程192

参考文献193

附录18A 非线性过程193

19.1．物质粒子的波动性质197

第十九章 辐射与物质相互作用的量子理论197

习题［19（ⅰ）—19（ⅲ］198

19.2．测不准原理——粒子198

18.23．谐波发生199

19.5．测不准原理——波动理论200

19.6．能量-时间关系201

19.7．测不准原则202

19.8．波动力学203

19.12．波方程用于自由粒子205

19.13．一个盒子中的粒子206

19.14．简谐振子207

19.15．波方程的完善化207

19.18．跃迁几率210

19.19．经典振子与量子振子之间的关系212

19.21．电磁场的量子化214

19.22．行波216

19.25．场动量的分解219

19.26．测不准原则与波方程的关系220

19.27．量子态221

19.28．量子统计222

19.33．光子与物质粒子间的关系226

19.35．辐射的吸收和发射228

19.38．选择定则230

19.39．禁线231

19.40．禁线理论231

19.41．多极辐射232

19.42．每个过程含有两个量子的辐射与物质的相互作用233

19.44．量子力学中的色散理论234

19.46．共振辐射235

19.45．f的计算值和观测值235

19.47．喇曼效应236

19.49．偏振光的量子理论238

19.51．态的叠加239

19.55．可验的和非可验的问题243

19.59．波动力学与量子力学245

参考文献246

附录19A 色散的量子理论247

附录19B 克喇末-克朗尼格色散关系262

第二十章 光学仪器的限制266

20.1．光学仪器之目的266

20.2．偶然性限制和根本性限制266

20.3．信息论267

20.7．噪声271

20.8．起伏272

20.10．连续记录的分析273

习题［20（ⅰ）］273

20.12．取样定理275

20.17．噪声频谱277

20.18．随机噪声278

20.19．信噪比279

20.21．可探测率281

20.22．噪声源282

20.23．热起伏283

习题［20（ⅱ）—20（ⅰⅲ）］284

20.25．理想热检测器的可探测率285

20.27．光电发射管的可探测率287

20.30．光子噪声289

20.31．分光光度计290

20.33．辐射的分解292

20.34．多讯道装置293

20.36．干涉量度学的限制295

20.37．多光束干涉仪296

20.38．高精度光杠杆297

20.39．象增强器297

20.40．信息通过光学系统的传送298

20.44．照相复现301

20.45．电视系统中的信息传送302

20.46．飞点显微镜303

20.47．保真度304

20.48．视觉305

20.49．结论306

参考文献307

附录20A 随机噪声的信息含量307

符号表309

索引314