波动光学
作为最古老的一门基础学科,光学的发展贯穿了整个物理学的发展史。人类对光的本性取得的每一次新认识都引发了物理学理论上的重要飞跃和技术上的重大应用,例如X射线、电磁波、激光等。至今,光学仍然是全球科技发展前沿最活跃的领域之一,具有强大的生命力和不可估量的发展前途。
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课程目录
第一周 (Week 1)
1.1 什么是物理理论? (What's Physics Theory?)
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1.1 什么是物理理论? (What's Physics Theory?)
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1.2 光学简史—经典光学 (A Brief History of Optics-Classical)
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1.3 光学简史—现代光学 (A Brief History of Optics-Modern)
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1.4 简谐振动 (Harmonic Oscillation)
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1.5 波 (Wave)
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1.5 波 (Wave)
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1.6 复数 (Complex Numbers)
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1.6 复数 (Complex Numbers)
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1.7 振动的叠加 (Addition of oscillations)
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第二周 (Week 2)
1.8 光的电磁本性 (EM Nature of Light)
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1.9 折射率和光强 (Refractive Index and Intensity)
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1.9 折射率和光强 (Refractive Index and Intensity)
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1.10 光程和光程差 (Optical Path & Optical Path Difference)
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1.10 光程和光程差 (Optical Path & Optical Path Difference)
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2.1 光的干涉 (Interference of Light)
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2.1 光的干涉 (Interference of Light)
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2.2 相干光和非相干光 (Coherent Light vs Incoherent Light)
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2.3 杨氏实验 (Young's Experiment)
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2.3 杨氏实验 (Young's Experiment)
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2.4 衬比度/对比度/可见度 (Contrast)
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2.5 其它分波面实验 (Other Wavefrong-splitting Experiments)
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第三周 (Week 3)
2.6 时间相干性 (Temporal Coherence)
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2.6 时间相干性 (Temporal Coherence)
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2.7 空间相干性 (Spatial Coherence)
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2.7 空间相干性 (Spatial Coherence)
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2.8 半波损失 (Half-wave Loss)
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2.9 等倾条纹 (Equal Inclination Fringes)
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2.10 等倾条纹特点 (Equal Inclination Fringes-Characteristics)
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2.11 等厚条纹 (Equal Thickness Fringes)
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第四周 (Week 4)
2.12 牛顿环 (Newton's Rings)
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2.13 迈克尔孙干涉仪 (Michelson Interferometer)
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2.13 迈克尔孙干涉仪 (Michelson Interferometer)
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2.14 法布里-珀罗干涉仪 (FP Interferometer)
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2.15 法布里-珀罗干涉仪物理图像 (FP Interferometer-Picture)
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2.16 多光束相干(Multi-beam Interference)
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2.17 多光束相干物理图像 (Multi-beam Interference-Picture)
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第五周 (Week 5)
3.1 光的衍射 (Diffraction of Light)
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3.2 恵更斯-菲涅尔原理 (Huygens-Fresnel Principle)
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3.2 恵更斯-菲涅尔原理 (Huygens-Fresnel Principle)
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3.3 半波带法 (Half-wave Zone Method)
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3.4 泊松亮斑 (Poisson Bright Spot)
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3.5 半波带的物理图像 (Half-wave Zone-Picture)
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3.6 波带片 (Zone Plate)
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3.7 单缝衍射 (Single-slit Diffraction)
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3.8 单缝衍射的物理图像 (Single-slit Diffraction-Picture)
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3.8 单缝衍射的物理图像 (Single-slit Diffraction-Picture)
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第六周 (Week 6)
3.9 圆孔衍射 (Aperture Differaction)
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3.10 光学仪器的分辨率 (Resolving Power of Optical Instruments)
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3.11 光栅 (Gratings)
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3.12 光栅衍射 (Grating Diffraction)
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3.12 光栅衍射 (Grating Diffraction)
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3.13 光栅衍射的物理图像 (Grating Diffraction-Picture)
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3.13 光栅衍射的物理图像 (Grating Diffraction-Picture)
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3.14 光栅光谱 (Grating Spectrum)
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3.14 光栅光谱 (Grating Spectrum)
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第七周 (Week 7)
3.15 X射线对晶体的衍射 (X-ray Diffraction to Crystals)
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3.15 X射线对晶体的衍射 (X-ray Diffraction to Crystals)
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3.16 X射线衍射的应用 (Applications of X-ray Diffraction)
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3.17 傅里叶变换 (Foruier Transform)
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3.18 阿贝成像原理 (Abbe imaging Principle)
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3.19 空间滤波 (Spatial Filtering)
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4.1 光的偏振 (Polarization of Light)
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4.2 圆偏光和椭圆偏光 (Circular and Elliptic Light)
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4.3 马吕斯定律 (Malus‘ Law)
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第八周 (Week 8)
4.4 布儒斯特角 (Brewster Angle)
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4.5 双折射 (Birefregence)
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4.6 单轴晶体 (Uniaxial Crystals)
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4.7 双折射的机制 (Birefregence Mechanism)
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4.8 双折射的波面 (Birefregence Wavefront)
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4.8 双折射的波面 (Birefregence Wavefront)
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4.9 偏振棱镜 (Prism Polarizers)
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4.10 相位延迟器/波片 (Retarders/Wave Plates)
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4.11 椭圆偏振光的获得 (Generating Elliptic Light)
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第九周 (Week 9)
4.12 检偏 (Analyzing Polarization)
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4.13 偏振光干涉 (Plolarization Interference)
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4.14 其它偏振现象 (Other Polarizations)
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5.1 经典色散理论 (Classical Dispersion Theory)
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5.1 经典色散理论 (Classical Dispersion Theory)
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5.2 光的吸收 (Absorption of Light)
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5.2 光的吸收 (Absorption of Light)
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5.2 光的吸收 (Absorption of Light)
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5.3 光的散射 (Scattering of Light)
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5.3 光的散射 (Scattering of Light)
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5.4 光的色散 (Dispersion of Light)
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5.4 光的色散 (Dispersion of Light)
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第十周 (Week 10)
5.5 群速度 (Group Velocity)
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5.5 群速度 (Group Velocity)
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6.1 相对论和量子力学的兴起 (Rising of Relativity and QM)
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6.2 黑体辐射 (Blackbody Radiation)
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6.2 黑体辐射 (Blackbody Radiation)
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6.3 光电效应 (Photoelectric Effect)
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6.3 光电效应 (Photoelectric Effect)
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6.4 康普顿散射 (Compton Scattering)
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6.4 康普顿散射 (Compton Scattering)
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6.5 光子 (Photon)
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6.5 光子 (Photon)
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6.6 结束语 (Concluding Remarks)
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