本书为浙江省普通本科高校“十四五”重点立项建设教材。本书共6章。第1章为光的电磁理论；第2章为光的干涉；第3章为光的衍射；第4章为光的偏振与晶体光学基础；第5章为晶体的感应与双折射；第6章为光的吸收、色散和散射。本书可作为高等学校电子科学与技术、光学工程、光电信息科学与工程等专业的“物理光学”课程教材；也可作为其他专业学习“物理光学”课程的本科生和研究生参考教材。

常青，浙江传媒学院，教授，中国光学工程学会理事。先后获黑龙江省第八届高等学校教学名师奖、省高等学校多媒体教学软件评比优秀奖；校教学名师奖、首届本科教学工作标兵奖、3次本科教学工作示范奖、2次教学质量优秀奖、2次优秀教学成果奖、首届多媒体课堂教学一等奖；主持黑龙江省教改项目3项、教育部产学研项目2项。《物理光学》省级精品课程负责人。出版《物理光学理论基础》《物理光学习题集》《原子与双原子分子光谱学》。

第1章 光的电磁理论 1
1.1 光的电磁波性质 1
1.1.1 麦克斯韦方程组 1
1.1.2 物质方程 2
1.1.3 波动方程 2
1.1.4 光的横波性 3
1.2 几种特殊形式的光波 5
1.2.1 平面电磁波 5
1.2.2 球面波 7
1.2.3 柱面波 9
1.2.4 高斯光束 10
1.3 光波的速度 12
1.4 光波的相位 15
1.5 光波在各向同性介质界面上的反射和折射 16
1.5.1 电磁场的边界条件 16
1.5.2 反射定律和折射定律 18
1.5.3 菲涅耳公式 20
1.5.4 反射率和折射率 24
1.5.5 反射和折射产生的偏振 27
1.5.6 全反射 29
1.6 光波在金属表面上的反射和折射 32
习题 33
第2章 光的干涉 36
2.1 两单色光波的干涉 36
2.1.1 两束光的干涉现象 36
2.1.2 两束光的干涉叠加原理 37
2.1.3 产生干涉的基本条件 38
2.1.4 实现干涉的基本方法 39
2.2 分波面的双光束干涉 40
2.2.1 双缝干涉 40
2.2.2 其他分波面干涉 43
2.2.3 分波面的双光束干涉应用举例 45
2.3 分振幅的双光束干涉 45
2.3.1 等倾干涉 45
2.3.2 等厚干涉 50
2.3.3 分振幅的双光束干涉应用举例 53
2.4 驻波 55
2.4.1 驻波的形成 55
2.4.2 驻波的实验 56
2.5 多光束干涉与光学薄膜 56
2.5.1 平行平板的多光束干涉 56
2.5.2 光学薄膜 61
2.5.3 多光束干涉应用举例 68
2.6 干涉仪 69
2.6.1 平面干涉仪 69
2.6.2 迈克耳孙干涉仪 70
2.6.3 法布里-珀罗干涉仪 73
2.6.4 马赫-曾德尔干涉仪 76
2.6.5 泰曼干涉仪 76
2.6.6 干涉仪应用举例 78
2.7 光源的相干性 78
2.7.1 时间相干性 78
2.7.2 空间相干性 81
习题 82
第3章 光的衍射 87
3.1 衍射的基本理论 87
3.1.1 光的衍射现象及主要特点 87
3.1.2 惠更斯-菲涅耳原理 88
3.1.3 基尔霍夫衍射公式的近似 89
3.2 夫琅禾费衍射 92
3.2.1 夫琅禾费单缝衍射 92
3.2.2 夫琅禾费多缝衍射 96
3.2.3 夫琅禾费圆孔衍射 101
3.3 菲涅耳衍射 104
3.3.1 菲涅耳圆孔衍射 104
3.3.2 菲涅耳圆屏衍射 108
3.3.3 菲涅耳直边衍射 108
3.3.4 菲涅耳波带片 111
3.4 光学系统的分辨本领 112
3.5 光栅 115
3.5.1 衍射光栅 115
3.5.2 波导光栅 125
3.5.3 全息光栅 126
3.5.4 光栅应用举例—光栅光谱仪 128
3.5.5 光输入/输出耦合器 129
3.6 全息照相 129
3.6.1 全息照相的基本原理 130
3.6.2 全息照相的特点和要求 131
3.6.3 数字全息 132
3.6.4 全息照相应用举例 134
习题 135
第4章 光的偏振与晶体光学基础 138
4.1 偏振光和自然光 138
4.1.1 偏振光和自然光的特点 138
4.1.2 光的偏振态 139
4.1.3 光的偏振态表示方法 141
4.1.4 马吕斯定律和消光比 149
4.2 双折射 150
4.2.1 双折射现象 150
4.2.2 双折射的电磁理论 150
4.3 单色平面电磁波在各向异性介质中的传播 151
4.3.1 各向异性晶体中的电磁方程 151
4.3.2 解析法描述光在晶体中的传播 152
4.3.3 图解法描述光在晶体中的传播 159
4.4 平面电磁波在晶体表面上的反射和折射 166
4.4.1 光波在晶体表面上的反射定律和折射定律 166
4.4.2 单轴晶体中的光路 167
4.5 偏振器 169
4.5.1 反射型偏振器 170
4.5.2 折射型偏振器 170
4.5.3 散射型偏振器 172
4.5.4 二向色型偏振器 173
4.6 波片 173
4.7 补偿器 176
4.8 光波经过晶体后的干涉 177
4.8.1 平行偏振光的干涉 177
4.8.2 会聚光中的偏光干涉 179
习题 180
第5章 晶体的感应与双折射 183
5.1 电光效应 183
5.1.1 晶体的线性电光效应 183
5.1.2 晶体的二次电光效应 185
5.1.3 晶体电光效应应用举例 186
5.2 声光效应 187
5.2.1 弹光效应 187
5.2.2 声光衍射 190
5.3 旋光效应 193
5.3.1 旋光现象 193
5.3.2 旋光效应应用举例 195
5.4 磁光效应 196
5.4.1 法拉第效应 196
5.4.2 磁光效应应用举例 197
习题 198
第6章 光的吸收、色散和散射 200
6.1 光与物质相互作用的经典理论 200
6.2 介质的吸收 201
6.2.1 光的吸收定律 201
6.2.2 吸收光谱及应用 202
6.3 光的色散 204
6.3.1 色散率 204
6.3.2 正常色散与反常色散 205
6.4 光的散射 207
6.4.1 光的散射现象 207
6.4.2 瑞利散射 208
6.4.3 米氏散射 209
6.4.4 分子散射 209
6.4.5 拉曼散射 210
习题 210