內容大鋼
光學理論的分析往往伴隨著複雜的數理過程,如何將光學領域晦澀難懂的理論轉化為直觀、可操作的可視化分析過程是一大挑戰。本書正是為應對這一挑戰而生。本書針對物理光學、應用光學等專業基礎課程中核心基礎知識點的數值模擬問題進行闡述。全書基於開源程序設計語言Python編寫,既涵蓋了Python語言的基礎、核心數值模擬工具包及典型開發環境,又在此基礎上分別就波動光學與應用光學主要內容的Python語言模擬方法進行了詳細介紹。
本書可作為光電信息科學與工程專業本科生、光學工程專業研究生的課程輔助教材,也可作為從事光電信息處理、光電探測等領域相關工作的科技工作者的參考書。
目錄
第1章 Python簡介
1.1 為什麼使用Python
1.2 Python設置
1.2.1 我們需要哪種發行版
1.2.2 安裝Anaconda
1.2.3 Anaconda導航器
1.3 使用Jupyter/IPython QtConsole進行編碼
1.3.1 註釋
1.3.2 Hello World!
1.3.3 使用Python作為計算器
1.3.4 變數和保留關鍵字
1.3.5 容器類型
1.3.6 控制結構
1.4 模塊和腳本
1.4.1 模塊
1.4.2 使用Spyder編寫和運行Python腳本
1.4.3 函數定義
1.4.4 類
1.5 廣泛應用於科學和工程領域的Python庫
1.5.1 數值Python庫：NumPy
1.5.2 數據可視化Python庫：Matplotlib
1.5.3 科學Python庫：SciPy
1.6 結論
引用文獻
第2章 使用Python和Qt進行GUI編程
2.1 使用PyQt5的GUI應用程序的第一步
2.1.1 導入PyQt5並創建一個PyQt5窗口
2.1.2 PyQt類
2.2 Qt Designer
2.2.1 Qt Designer窗口
2.2.2 屬性編輯器
2.2.3 布局
2.2.4 Qt Designer預覽
2.2.5 Qt UI文件
2.2.6 Matplotlib小部件
2.2.7 一個例子：夫琅禾費衍射
2.2.8 從UI文件到Python代碼的轉換
2.2.9 應用：夫琅禾費衍射
2.3 編碼GUI元素
2.4 結論
引用文獻
第3章 電磁波
3.1 簡介
3.2 麥克斯方程組與電磁波
3.3 波函數
3.4 坡印亭矢量
3.5 相速度和群速度
3.6 簡諧波
3.7 繪製正弦波的Python代碼
第4章 輻射測量和光度測量
4.1 輻射測量
4.2 光度法
第5章 費馬原理、反射和折射
5.1 導言
5.2 費馬原理
5.3 反射
5.3.1 平面鏡
5.4 菲涅耳反射
5.5 折射與斯涅耳定律
5.5.1 表觀深度
5.5.2 玻璃板
5.6 光線方程
第6章 透鏡和鏡子
6.1 導言
6.2 基本約定
6.3 旁軸近似法
6.4 球面的折射率
6.5 焦距
6.6 光線圖
6.7 放大倍數
6.8 磨鏡者公式
6.9 透鏡成像
6.10 牛頓關係式
6.11 球面鏡
第7章 厚透鏡和透鏡系統
7.1 萬向點
7.1.1 焦點
7.1.2 主點
7.1.3 節面
7.2 多重摺射面
引用文獻
第8章 偏振狀態
8.1 線偏振
8.2 圓偏振
8.3 橢圓偏振
8.4 馬呂斯定律
8.5 瓊斯矢量
8.5.1 線振振
8.5.2 圓偏振
8.5.3 橢圓偏振
8.6 瓊斯矩陣
8.6.1 線偏振器
8.6.2 半波片和四分之一波片
8.6.3 圓偏振
8.6.4 橢圓偏振
8.7 旋光性
第9章 干涉
9.1 基本概念
9.1.1 必要條件
9.1.2 節拍和傳播速度
9.2 波前分割
9.2.1 楊氏雙縫
9.2.2 勞埃德鏡
9.2.3 菲涅耳鏡
9.2.4 菲涅耳雙稜鏡
9.2.5 畢利特雙鏡
9.2.6 梅斯林透鏡
9.3 振幅分波
9.3.1 平行板
9.3.2 角
9.3.3 邁克耳孫干涉儀
9.3.4 馬赫-曾德爾干涉儀
9.3.5 法布里-珀羅干涉儀
第10章 相干性
10.1 空間相干性
10.1.1 雙鏡
10.1.2 寬縫
10.2 時間相干性
10.2.1 白光
10.2.2 有限波長數
10.2.3 矩形連續光譜
10.2.4 高斯剖面
第11章 衍射
11.1 夫琅禾費衍射
11.1.1 矩形光圈
11.1.2 單縫
11.1.3 雙縫
11.1.4 衍射光柵
11.1.5 圓形光圈
11.2 菲涅耳衍射
11.2.1 菲涅耳積分
11.2.2 迴旋線
11.2.3 單縫衍射
11.2.4 邊緣衍射
引用文獻
附錄 菲涅耳積分
參考文獻
索引
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