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绪论 1

第1章　光子原理 10

1.1 光量子学说 10

1.1.1　普朗克的振子能量分立说 10

1.1.2　爱因斯坦的光量子理论 14

1.1.3　玻尔的原子结构理论 15

1.2　能态体系 16

1.2.1　波函数、态矢及算符 16

1.2.2　薛定谔方程 23

1.2.3　密度算符 27

1.2.4　能级跃迁 35

1.3　光子的量 46

1.3.1　光子场 46

1.3.2　光子的量 55

1.4 光子的态 61

1.4.1　光子的状态 61

1.4.2　光子数态 64

1.4.3　光子位相态 68

1.4.4　光子相干态 72

1.5　光子在介质中的传输 78

1.5.1　光子分布函数和传输基本方程 78

1.5.2　光子的吸收、散射和辐射 80

1.5.3　光子传输的一般方程 82

第2章　光的辐射 85

2.1　光辐射的基本概念 85

2.1.1　热辐射和光量子 85

2.1.2　基本辐射量 86

2.1.3　辐射光谱 89

2.2　光辐射的基本理论 96

2.2.1　偶极子辐射理论 96

2.2.2　电极化率理论 98

2.2.3　洛伦兹线型和高斯线型 100

2.2.4　辐射的光子理论 101

2.3　光辐射基本定律 106

2.3.1　基尔霍夫定律 107

2.3.2　经典黑体辐射定律 108

2.3.3　普朗克黑体辐射定律 110

第3章　光的色散 116

3.1　光色散的基本概念 116

3.1.1　色散介质中的光波 116

3.1.2　分子的极化特性 118

3.1.3　分子的色散 122

3.2　光色散的基本原理 124

3.2.1　洛伦兹色散理论 124

3.2.2　色散的光子理论分析 127

3.2.3　色散函数 128

3.2.4　用高斯单位制表示色散公式 130

3.2.5　折射率随波长变化的分析 131

3.2.6　离子—离子型偶极子色散 134

3.3 导体和等离子体的色散 135

3.3.1　导体的色散原理 135

3.3.2　等离子体的色散 140

第4章　光的吸收 146

4.1　光吸收的概念 146

4.1.1　光的吸收 146

4.1.2　介质的光吸收系数 147

4.1.3　光的吸收定律 154

4.2　光吸收的光子原理 166

4.2.1　光吸收过程 166

4.2.2　吸收光谱 172

4.2.3　光吸收的动力学 179

4.3　光吸收效应 185

4.3.1　光能量的转化 185

4.3.2　光子化学效应 187

4.3.3　光子物理效应 191

4.3.4　光子化学—物理效应 199

4.3.5　光子生物效应 202

第5章　光的散射 208

5.1 光散射的基本原理 208

5.1.1　散射现象 208

5.1.2　散射的基本原理 209

5.1.3　晶体中光的散射 212

5.1.4　大气中光的散射 213

5.1.5　生物组织体的光散射 214

5.2　微粒散射和分子散射 216

5.2.1　微粒散射 216

5.2.2　移动微粒散射的多普勒频移 221

5.2.3　分子的散射 222

5.3 喇曼散射 229

5.3.1 自发散射和受激散射 229

5.3.2　喇曼散射经典理论 231

5.3.3　受激喇曼散射的光子理论 233

5.3.4　相干反斯托克斯喇曼散射 238

5.3.5　光声喇曼散射 240

5.4　布里渊散射 241

5.4.1　普通布里渊散射 241

5.4.2　受激布里渊散射 242

5.5　其他光子散射 246

5.5.1　光子散射的形式 247

5.5.2　康普顿散射的光子理论 248

第6章　光的发射 252

6.1　发光 252

6.1.1　光的分类 252

6.1.2　发光的一般概念 264

6.1.3　发光的基本原理 267

6.2 自发辐射发光——热光 272

6.2.1 自发发光 272

6.2.2　热辐射发光 273

6.3　场致受激辐射发光——冷光 275

6.3.1　电致固体发光——半导体发光 276

6.3.2　光致发光——荧光和磷光 295

6.3.3　电致气体发光——气体放电发光 315

6.3.4　其他场致发光 321

6.4　受激放大辐射发光——激光 327

6.4.1　激光光子学概述 327

6.4.2　激光的光子理论 333

第7章　光子光学器件 346

7.1　发光器件 346

7.1.1　热辐射光源 346

7.1.2　气体放电光源 350

7.1.3　固体光源——发光二极管 359

7.1.4　激光光源 359

7.2　光电变换器件 363

7.2.1　光辐射探测器 363

7.2.2　光电成像器件 371

7.3　光电显示器件 382

7.3.1　显像管 383

7.3.2　等离子体显示器 384

7.3.3　液晶显示器 385

7.4　光存储器件 386

7.4.1　感光化学乳胶 387

7.4.2　磁带和磁盘 390

7.4.3　光盘 393

附录A 物质方程中的物理量及其关系 403

附录B　光的基本参数及相互关系 404

附录C　量子力学的基本假设 406

参考文献 410