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光學/Sommerfeld理論物理學

作者：(德)阿諾德·索末菲|責編:陳玉琢//劉信力//崔慧嫻|譯者:徐朝鵬//邊飛//成惠//王健//范長增等
出版社：科學
ISBN：9787030615725

出版日期：2021/06/01
裝幀：平裝
頁數：326

人民幣：RMB 148 元售價：元

內容大鋼

本書是偉大的物理學家Arnold Sommerfeld的「理論物理學教程」第四卷《光學》的中文翻譯，書中對光的反射與折射、運動介質和運動光源光學、色散理論、晶體光學和衍射理論的物理和數學原理作了系統和深刻的討論，其中若干成果是他本人及其學生的創造性貢獻。
本書適合高等院校物理專業的本科生，研究生和大學教師作為教材，也可供相關教師和科研人員參考。

作者介紹

(德)阿諾德·索末菲|責編:陳玉琢//劉信力//崔慧嫻|譯者:徐朝鵬//邊飛//成惠//王健//范長增等
阿諾德·索末菲（Arnold Sommerfeld，1868-1951），Sommerfeld是德國偉大的理論物理學家、應用數學家、流體力學家、教育家、原子物理與量子物理的創始人之一。他對理論物理多個領域，包括力學、光學、熱力學、統計物理、原子物理、固體物理（包括金屬物理）等有重大貢獻，在偏微分方程、數學物理等應用數學領域也有重要貢獻。他引進了第二量子數（角量子數）、第四量子數（自旋量子數）和精細結構常數，等等。20世紀最偉大的物理學家之一Planck在獲得1918年度諾貝爾物理學獎的頒獎典禮的儀式上的演講中指出：「Sommerfeld…便可以得到一個重要公式，這個公式能夠解開氫與氫光譜的精細結構之謎，而且現在最精確的測量……一般地也能通過這個公式來解釋……這個成就完全可以和海王星的著名發現相媲美。早在人類看到這顆行星之前Leverrier就計算出它的存在和軌道。」 Sommerfeld思想深刻，研究成果影響深遠。例如，他去世后發展起來的數值廣義相對論和新近崛起的引力波理論研究中，還引用「Sommerfeld條件」，該條件在求解中發揮了重要作用。這再次彰顯了他的科學工作的巨大價值。

Sommerfeld及其成就
總序
第四卷序
引言
  §1  幾何光學、物理光學、生理光學以及光學發展歷史年表
第1章  光的反射和折射
  §2  回顧電動力學：理想自然光的基本原理
  §3  Fresnel公式：從光疏介質到光密介質的傳播
    A.電矢量垂直於入射面
    B.磁矢量垂直於入射面
    C.垂直入射時反射的人工抑制
  §4  Fresnel公式圖解討論，Brewster定律
    A.偏振面平行於入射平面
    B.偏振面垂直於入射面
    C.偏振光的實際產生
    D.從電子理論的角度來看Brewster定律
    E.能量考慮：反射功率r和透射功率d
  §5  全反射
    A.Fresnel公式的討論
    B.進入光疏介質的光
    C.波動力學的隧道效應
    D.橢圓偏振光和圓偏振光的產生
  §6  金屬反射
    A.Fresnel公式
    B.Hagen和Rubens的實驗
    C.金屬、玻璃和顏料的顏色的一些評論
  §7  薄膜和厚板的顏色
    A.一般情況
    B.潮濕瀝青上的油斑
    C.鍍膜（消反射）透鏡
    D.肥皂泡和Newton環
    E.方法比較：求和或邊界值處理
    F.Lummer-Gehrke板（1902）
    G.Perot和Fabry干涉儀（約1900年）
  §8  光駐波
    A.在金屬表面垂直入射的單色線偏振光
    B.斜入射的光線
    C.Lippmann的彩色攝影
第2章  運動介質和運動光源光學——天文學專題
  §9  光速的測量
  §10  光行差和視差
  §11  Doppler效應
  §12  Fresnel拖曳係數和Fizeau實驗
  §13  移動反射鏡的反射
  §14  Michelson實驗
  §15  Harress、Sagnac和Michelson-Gale的實驗
  §16  光的量子理論
第3章  色散理論
  §17  電子的紫外共振
  §18  除紫外線電子共振振蕩外的離子紅外共振振蕩

  §19  反常色散
  §20  偏振面的磁旋轉
  §21  正常Zeeman效應與反常Zeeman效應的一些特徵
  §22  相速度信號速度群速度
    A.有界波列的Fourier表示
    B.波前在色散介質中的傳播
    C.前驅波
    D.最終穩定態下的信號
    E.群速度和能量傳輸
  §23  色散的波動力學理論
    A.舊的色散公式和波動力學公式的對比
    B.公式（3）的推導綱要
第4章  晶體光學
  §24  Fresnel橢球折射率橢球主介電軸
  §25  平面波及其偏振的結構
  §26  對偶關係光線面和法線面光軸
    A.光線面的討論
    B.光軸
    C.法線面
  §27  雙摺射問題
    A.根據Huygens原理得出的雙摺射
    B.作為邊值問題的折射定律
    C.反射光和折射光的振幅
  §28  晶體的光學對稱性
  §29  旋光晶體和液體
    A.螺旋形晶體結構的迴轉矢量
    B.石英中偏振面的旋轉
    C.旋光液體
  §30  Nicol稜鏡四分之一波片電氣石鉗二向色性
    A.Nicol稜鏡
    B.四分之一波片和Babinet補償器
    C.電氣石和偏振濾波片
  §31  晶片造成的平行偏振光和會聚偏振光的干涉現象
    A.平行光
    B.會聚光
第5章  衍射理論
  §32  光柵理論
    A.線型光柵
    B.交叉光柵
    C.空間光柵
  §33  大量隨機分佈顆粒的衍射
  §34  Huygens原理
    A.球面波
    B.Green定理和Huygens原理的Kirchho公式
    C.Green函數和Huygens原理的簡化公式
    D.Fraunhofer衍射和Fresnel衍射
    E.Babinet原理
    F.黑屏或反射屏
    G.兩個推廣
  §35  幾何光學和波動光學中的陰影問題

    A.程函
    B.用波動光學理論解釋陰影的產生
    C.圓盤衍射
    D.圓孔衍射與Fresnel波帶
    E.衍射相似定律
  §36  矩形孔和圓形孔的Fraunhofer衍射
    A.矩形孔衍射
    B.狹縫衍射
    C.圓孔衍射
    D.相位光柵
    E.§35 B的補充內容——多邊形衍射孔形成的光扇
  §37  狹縫的Fresnel衍射
    A.Fresnel積分
    B.對衍射圖樣的討論
    C.直邊衍射
  §38  若干衍射問題的嚴格解
    A.直邊問題
    B.分支解的構建
    C.用Fresnel積分表示U
    D.直邊的衍射場
    E.推廣
    F.關於分支解的基本討論
第6章  關於衍射理論的附錄
  §39  極窄狹縫的衍射
    A.狹縫的邊值問題
    B.積分方程（10）和（12）的解
    C.討論
  §40  光學儀器的分辨本領
    A.線光柵的分辨本領
    B.階梯光柵和干涉光譜儀
  §41  稜鏡分辨本領的基本理論
    A.關於分辨本領的一般考慮
    B.在光柵和干涉光譜儀中的應用
  §42  望遠鏡、眼睛，以及Michelson對恆星大小的測量
  §43  顯微鏡
    A.Abbe的顯微鏡理論
    B.相位光柵在顯微鏡中的重要性
    C.發光與被照明物體
  §44  關於Young的衍射解釋
    A.衍射問題Kirchho解的重構
    B.錐上的面積分約簡為衍射孔邊界上的線積分——Young理論的改進
    C.圍道積分的討論
  §45  近焦點衍射
    A.Debye的假設
    B.焦點近鄰處的衍射場
    C.光錐軸上以及軸附近的振幅和相位
    D.柱面波及其相位躍變
  §46  電磁矢量問題的Huygens原理
  §47  Chevenkov輻射
    A.Chevenkov電子的場

    B.Chevenkov電子的輻射
    C.考慮色散的Chevenkov輻射
    D.最後的關鍵評註
  §48  幾何光學的補充：彎曲光線，正弦條件，透鏡公式，彩虹
    A.光線的曲率
    B.Abbe的正弦條件
    C.關於直線光束的結構
    D.關於透鏡公式
    E.擴散產生的彎曲光線和彩虹理論的評註
  §49  白光的本性——光子理論和互補性
習題
習題解答
譯後記

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