以光的直线传播性质为基础研究光在透明介质中的传播问题,而不涉及光的波动本性的光学分支,称为几何光学。光的直线传播定律、光的反射和折射定律以及光的可逆性原理等,构成了几何光学的理论基础。在此基础上所得到的近轴光线的球面折射公式,可以作为研究光在球面上折射、反射及成像规律和光在平面上折射、反射及成像规律的出发点,因此这也是大家在几何光学中所要讨论的基本内容。

本章的另一部分就是波动光学。在这部分内容中首先讨论关于光波和光的干涉的一些基本概念,并着重对杨氏双缝干涉的主要规律及有关问题作较详细的研究。杨氏双缝干涉实验是观察到光能够发生干涉现象的第一个实验,因而成为物理学中的经典实验之一。另外,大家还将讨论薄膜干涉和迈克耳孙干涉仪。

    衍射和干涉一样也是波动所具有的固有特性。在波的传播路径上遇见障碍物时,波将绕过障碍物的边缘而改变其传播方向,这种现象就是衍射。本章将在惠更斯-菲涅耳原理的基础上,讨论单缝、圆孔和光栅的夫琅禾费衍射,分析晶体的X射线衍射,简要先容信息光学中的光学信息处理和全息照相。

    光的干涉和衍射现象表明了光的波动性,而光的偏振现象则显示了光是横波,从而为光的电磁本性从另一角度提供了依据。光波作为一种电磁波也应包含两种矢量的振动,即电矢量E和磁矢量H。实验表明,引起感光作用和生理作用的是其中的电矢量E,所以通常把E矢量称为光矢量,把E振动称为光振动,在讨论光的偏振时也只考虑E振动。本章将先容光的各种可能的偏振状态,分析偏振光的产生、检测和性质,讨论旋光现象和电磁场的光效应。

本章最后将对光的色散、吸取和散射作简要先容。

       
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