工程光學（第4版） epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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內容簡介

　　本書是“十二五”普通高等教育本科國傢級規劃教材，是根據高等教育規劃教材的編寫要求，以及更新教材內容、反映現代科技發展和應用的原則，在普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材《工程光學（第3版）》基礎上重新修訂而成。本書編寫一貫堅持注重基本理論的論述，加強理論與工程實際的結閤，突齣現代光學與光學技術發展的指導思想。本書修訂後仍分為上、下兩篇，上篇為幾何光學和光學設計，下篇為物理光學。全書係統地介紹瞭工程光學的基本原理、方法和應用。

目錄

新版網絡支持功能介紹

第4版前言

第3版前言

第2版前言

第1版前言

上篇幾何光學與光學設計第一章幾何光學基本定律與成像

概念1

第一節幾何光學的基本定律和原理1

一、光波與光綫1

二、幾何光學的基本定律2

三、費馬原理5

四、馬呂斯定律6

第二節成像的基本概念與完善成像

條件6

一、光學係統與成像概念6

二、完善成像條件6

三、物、像的虛實7

第三節光路計算與近軸光學係統7

一、基本概念與符號規則7

二、實際光綫的光路計算8

三、近軸光綫的光路計算9

第四節球麵光學成像係統10

一、單個摺射麵成像10

二、球麵反射鏡成像11

三、共軸球麵係統12

習題14

第二章理想光學係統16

第一節理想光學係統與共綫成像

理論16

第二節理想光學係統的基點與基麵18

一、無限遠的軸上物點對應的像點F′18

二、無限遠軸上像點對應的物點F19

三、物方主平麵與像方主平麵間的關係，

理想光學係統的基點和基麵19

四、實際光學係統的基點位置和焦

距的計算20

第三節理想光學係統的物像關係21

一、圖解法求像21

二、解析法求像22

三、由多個光組組成的理想光學係

統的成像24

四、理想光學係統兩焦距之間的

關係25

第四節理想光學係統的放大率26

一、軸嚮放大率26

二、角放大率27

三、光學係統的節點27

四、用平行光管測定焦距的依據28

第五節理想光學係統的組閤28

一、兩個光組組閤分析29

二、多光組組閤計算31

三、舉例32

第六節透鏡35

習題37

第三章平麵與平麵係統39

第一節平麵鏡成像39

一、平麵鏡成像原理39

二、平麵鏡鏇轉特性40

三、雙平麵鏡成像40

第二節平行平闆41

一、平行平闆的成像特性42

二、平行平闆的等效光學係統42

第三節反射棱鏡43

一、反射棱鏡的類型43

二、棱鏡係統的成像方嚮判斷47

三、反射棱鏡的等效作用與展開48

第四節摺射棱鏡與光楔50

一、摺射棱鏡的偏嚮角50

二、光楔及其應用52

三、棱鏡色散52

第五節光學材料53

一、透射材料的光學特性53

二、反射光學材料的光學特性56

習題56

Ⅹ工程光學第4版目錄

Ⅺ第四章光學係統中的光闌與

光束限製59

第一節光闌59

一、孔徑光闌59

二、視場光闌62

第二節照相係統中的光闌62

第三節望遠鏡係統中成像光束的

選擇64

第四節顯微鏡係統中的光束限製

與分析66

一、簡單顯微鏡係統中的光束限製66

二、遠心光路67

三、場鏡的應用67

第五節光學係統的景深68

一、光學係統的空間像68

二、光學係統的景深69

第六節數碼照相機鏡頭的景深73

習題74

第五章光度學和色度學基礎77

第一節輻射量和光學量及其單位77

一、輻射量77

二、光學量78

三、光學量和輻射量間的關係79

第二節光傳播過程中光學量的變化

規律80

一、點光源在與之距離為r處的錶麵上

形成的照度80

二、麵光源在與之距離為r處的錶麵上

形成的照度81

三、單一介質元光管內光亮度的

傳遞81

四、光束經界麵反射和摺射後的

亮度81

五、餘弦輻射體83

第三節成像係統像麵的光照度84

一、軸上像點的光照度84

二、軸外像點的光照度84

三、光通過光學係統時的能量損失85

四、光學係統的總透射比87

第四節顔色的分類及顔色的錶觀特徵87

一、顔色及其分類87

二、顔色的錶觀特徵87

第五節顔色混閤及格拉斯曼顔色混閤

定律88

一、顔色混閤88

二、格拉斯曼顔色混閤定律88

第六節顔色匹配89

一、顔色匹配和顔色匹配實驗89

二、顔色方程式90

三、顔色匹配實驗的結論90

第七節色度學中的幾個概念90

一、顔色刺激90

二、三原色90

三、三刺激值90

四、光譜三刺激值或顔色匹配函數91

五、色品坐標及色品圖91

六、色度學中常用的光度學概念91

第八節顔色相加原理及光源色和物體

色的三刺激值93

一、顔色相加原理93

二、光源色和物體色的三刺激值93

第九節CIE標準色度學係統94

一、 CIE1931標準色度學係統94

二、 CIE1964補充標準色度學係統100

三、 CIE標準照明體和標準光源101

四、 CIE關於照明和觀察條件的規定102

五、 CIE色度學係統錶示顔色的方法102

第十節均勻顔色空間及色差公式103

一、（x,y,Y）顔色空間是非均勻

顔色空間103

二、均勻顔色空間及相應的色差

公式104

第十一節顔色測量105

一、顔色測量原理105

二、顔色測量方法分類106

三、顔色測量方法106

習題107

第六章光綫的光路計算及像差

理論108

第一節概述108

一、基本概念108

二、像差計算的譜綫選擇109

第二節光綫的光路計算109

一、子午麵內的光綫光路計算110

二、沿軸外點主光綫細光束的光路

計算112

三、計算舉例113

第三節軸上點的球差114

一、球差的定義和錶示方法114

二、球差的校正116

第四節正弦差和彗差118

一、正弦差118

二、彗差120

第五節場麯和像散121

一、場麯與軸外球差121

二、像散123

第六節畸變124

第七節色差126

一、位置色差、色球差和二級光譜126

二、倍率色差128

第八節像差特徵麯綫與分析129

一、像差特徵麯綫129

二、像差特徵麯綫分析130

第九節波像差132

習題134

第七章典型光學係統137

第一節眼睛及其光學係統137

一、眼睛的結構——成像光學係統137

二、眼睛的調節及校正137

三、眼睛——輻射接收器139

四、眼睛的分辨率139

五、眼睛的對準精度140

六、眼睛的景深140

七、雙目立體視覺141

第二節放大鏡142

一、視覺放大率142

二、光束限製和綫視場143

第三節顯微鏡係統144

一、顯微鏡的視覺放大率144

二、顯微鏡的綫視場145

三、顯微鏡的齣瞳直徑145

四、顯微鏡的分辨率和有效放大率145

五、顯微鏡的景深146

六、顯微鏡的照明方法147

七、顯微鏡的物鏡149

第四節望遠鏡係統149

一、望遠係統的分辨率及工作放

大率150

二、望遠鏡的視場151

第五節目鏡152

第六節攝影係統155

一、攝影物鏡的光學特性155

二、攝影物鏡的景深157

三、攝影物鏡的類型157

四、數碼相機(digital camera)159

第七節投影係統160

一、基本參數160

二、投影物鏡的結構型式161

三、照明係統162

四、基於DMD的投影光學係統162

五、DMD空間光調製器163

第八節變焦距光學係統164

一、變焦距光學係統的原理164

二、變焦距係統的變焦方程166

三、機械補償變焦係統169

第九節光學係統的外形尺寸計算171

一、轉像係統和場鏡171

二、帶有對稱透鏡轉像係統的望

遠鏡172

習題175

第八章現代光學係統179

第一節激光光學係統179

一、高斯光束的特性179

二、高斯光束的傳播179

三、高斯光束的透鏡變換181

四、高斯光束的聚焦和準直183

五、高斯光束的整形184

六、LD光束特性及其整形186

第二節傅裏葉（Fourier）變換光學

係統187

一、相乾光學處理係統187

二、傅裏葉變換物鏡的光學設計要求及

結構型式188

第三節掃描光學係統189

一、掃描方程式190

二、常用光學掃描形式190

三、掃描物鏡——fθ物鏡191

第四節光縴光學係統193

一、階躍型光縴的基本原理193

二、梯度摺射率光縴194

三、光縴束的傳光、傳像特性197

四、光縴光學係統200

五、光縴麵闆與光錐201

第五節紅外光學係統201

一、紅外光學材料202

二、紅外光學係統的結構型式204

三、紅外光學係統的冷闌與冷闌

效率206

四、紅外光學係統的無熱化設計206

第六節特殊麵型及特殊結構光學

係統207

一、自由麯麵光學係統207

二、摺/衍混閤成像光學係統209

三、離軸反射式光學係統210

四、微透鏡及微透鏡陣列211

五、共形光學係統211

六、自適應光學係統212

習題213

Ⅻ第九章光學係統的像質評價214

第一節瑞利判斷與波前圖214

一、瑞利判斷（Rayleigh Judgement）214

二、波前圖（Wavefront Map）215

第二節中心點亮度與能量包容圖215

一、中心點亮度（Brightness

of Center Disk）215

二、能量包容圖（Encircled

Energy）215

第三節分辨率與點擴散函數216

一、分辨率（Resolving Power）216

二、點擴散函數（Point Spread

Function）218

第四節星點檢測法與點列圖218

一、星點檢測法（Star Test）218

二、點列圖（Spot Diagram）219

第五節光學傳遞函數評價成像質量220

一、利用MTF麯綫來評價成像質量221

二、利用MTF麯綫的積分值來評價

成像質量221

第六節其他像質評價方法222

一、方均根（Root�睲ean�睸quare，RMS）

統計評價222

二、光程差麯綫與光綫差麯綫223

三、照度分析與光譜分析224

四、雜散光分析225

第七節光學係統的像差公差226

一、望遠物鏡和顯微物鏡的像差

公差226

二、望遠目鏡和顯微目鏡的像差

公差227

三、照相物鏡的像差公差228

習題228

��第十章光學設計229

第一節PW形式的初級像差係數229

一、 PW的定義及PW形式的初級

像差係數229

......

前言/序言

　　1999年，《工程光學》（第1版）正式齣版。16年來，相繼齣版瞭第2版、第3版，眾多學子已從學生時代成為社會中堅。今天，第4版以嶄新麵貌，迎來《工程光學》的17歲生日。

　　第4版得益於移動互聯網新技術，使傳統紙質書具有瞭網絡支持功能。請大傢按照以下步驟，通過手機等移動端設備獲得本書的圖片動畫演示、重要知識點講解等數字化學習資源。

　　本書配套的網絡支持功能，將會不斷進行升級和擴展，對購買本書的讀者是免費提供的。如果您在學習過程中，有任何問題或建議，都歡迎發郵件到jinacmp@163.com。

　　感謝天津大學的謝洪波老師，製作瞭本書上篇相關章節的圖形動畫，感謝天津大學的蔡懷宇老師為本書配套瞭教師授課課件。

　　機械工業齣版社 第4版前言《工程光學(第4版)》是“十二五”普通高等教育本科國傢級規劃教材。根據高等教育國傢級規劃教材的編寫要求，以及改進教學方法、更新教學內容、突齣現代光學技術發展和應用的指導思想，在《工程光學(第3版)》的基礎上修訂而成。

　　《工程光學(第4版)》修訂的主要思路仍然是堅持既注重基本理論和概念的論述，又注重光學理論與工程實際的結閤，並強調現代光學技術的發展和應用。

　　本書修訂後仍分上、下兩篇，上篇為幾何光學與光學設計，下篇為物理光學。

　　上篇主要修改內容為：在第三章光學材料一節中，增加瞭光學塑料和光學晶體材料的特性介紹。在第五章中增加瞭第十一節顔色測量。在第七章第七節投影係統，增加瞭數字光學投影係統，即基於DMD的投影光學係統和DMD空間光調製器的相關內容。在第八章第一節激光光學係統，增加瞭高斯光束的整形以及LD光束特性及其整形的內容，在第五節紅外光學係統一節中，增加瞭主動式和被動式紅外光學掃描係統的結構實例。在第十章中，刪除瞭He�睳e激光光束聚焦物鏡優化設計內容，增加瞭第十節三片數碼相機物鏡優化設計實例和第十一節雙高斯物鏡優化設計實例。

　　下篇主要修改內容為：除對相關章節的文字描述做適當的修改和補充外，在第十二章光的乾涉和乾涉係統一章中，補充瞭白光乾涉的實際應用例子。在第十三章光的衍射一章中，增加瞭二元光學的應用實例。在第十五章光的偏振和晶體光學基礎一章中，引入瞭近年來由於激光技術發展而備受關注的徑嚮偏振光的概念。

　　本書由天津大學鬱道銀(上篇)和浙江大學談恒英(下篇)主編，上海理工大學莊鬆林院士(上篇)和廣州大學梁銓廷教授(下篇)主審。參加編寫的有天津大學鬱道銀、謝洪波(第八、九章)，田學飛、葛寶臻(第五章)，清華大學毛文煒(第二、四章、第十章七至十二節)，武漢大學何平安(第一、三章、第十章一至六節)，長春理工大學王文生(第六、七章)，浙江大學談恒英(第十一、十五章)，清華大學何慶聲、孫立群(第十三、十四章、附錄)，上海理工大學曹俊卿(第十二章)，南京理工大學趙琦(第十六、十七章)。此外，天津大學的汪毅等為本書的文字整理及校對工作付齣瞭許多辛勞，在此一並感謝。

　　本書可作為高等學校光電信息科學與工程類、儀器儀錶類及其相近專業的教材，亦可作為物理和光學類專業的選修課教材或參考書，也是從事光電信息科學與技術、儀器科學與技術等相關領域工作的工程技術人員的參考書。

　　書中的不足之處望廣大讀者指正。

　　編者2015年11月第3版前言《工程光學（第3版）》是普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材，是根據高等教育規劃教材的編寫要求，以及更新教材內容、反映現代科技發展和應用的原則，在普通高等教育“十五”國傢級規劃教材《工程光學（第2版）》的基礎上重新修訂而成的。

　　本次修訂的指導思想仍然是堅持注重基本理論的論述，加強理論與工程實際的結閤，突齣現代光學與光學技術的發展。

　　本書修訂後仍分為上、下兩篇，上篇為幾何光學與光學設計，下篇為物理光學。

　　上篇主要修改內容為：在現代光學係統一章，將階躍型光縴與梯度摺射率光縴閤並為一節，並省略瞭梯度摺射率光縴中的部分指導公式；增加瞭第五節紅外光學係統和第六節特殊麵型及特殊結構光學係統；在紅外光學係統一節中，主要介紹紅外光學材料、紅外光學係統的結構形式以及紅外光學係統的冷闌效率與無熱化設計；在特殊麵型及特殊結構光學係統一節，主要介紹自由麯麵光學係統、摺/衍混閤光學係統、離軸反射式光學係統以及自適應光學係統等。在光學係統的像質評價一章，增加瞭近年來光學設計軟件中齣現的新成像質量評價方法，如方均根統計評價方法、光程差麯綫與光綫差麯綫、照度分析與光譜分析等。在光學設計一章，增加瞭光學係統的像差校正方法一節，主要介紹各種手工校正像差的方法，使讀者對像差理論有更進一步的理解；將第八節更改為-5×顯微物鏡的優化設計，與第五節的-5×顯微物鏡初始結構設計相呼應，使讀者全麵瞭解一個顯微物鏡設計的全過程；此外，還增加瞭非球麵鏡頭優化設計一節，介紹非球麵成像的基本概念與兩種非球麵物鏡的優化設計實例。

　　下篇主要修改內容為：在光的電磁理論基礎一章，對波函數的復數錶示、復振幅、波的疊加原理等內容作瞭補充描述與討論，對光的吸收、色散和散射現象做瞭補充描述。在光的乾涉和乾涉係統一章，以復數形式的矢量波疊加對光波乾涉條件進行瞭分析，補充瞭白光乾涉及其應用的內容，增加瞭現代乾涉技術及係統一節。在光的衍射一章，側重於從波動光學的角度討論光波場的衍射分布。在傅裏葉光學一章，增加瞭復雜光波的復振幅分布與分解和光波衍射的傅裏葉分析方法兩節，以便加深對傅裏葉分析方法處理光學問題的理解。在光的偏振和晶體光學基礎一章，增加瞭若乾偏振器件的介紹，並補充瞭液晶的雙摺射特性和各種電光效應特性的描述。

　　本書由天津大學鬱道銀（上篇）和浙江大學談恒英（下篇）主編，上海理工大學莊鬆林院士（上篇）和廣州大學梁銓廷教授（下篇）主審。參加編寫的有天津大學鬱道銀、謝洪波（第八、九章），田學飛（第五章），清華大學毛文煒（第二、四章、第十章七至十一節），武漢大學何平安（第一、三章、第十章一至六節），長春理工大學王文生（第六、七章），浙江大學談恒英（第十一、十五章），清華大學何慶聲、孫立群（第十三、十四章、附錄），上海理工大學曹俊卿（第十二章），南京理工大學趙琦（第十六、十七章）。此外，天津大學的陳曉鼕，汪毅和雷湧等為本書的文字整理及校對工作付齣瞭許多辛勞，在此一並感謝。

　　本書可作為高等學校光電信息科學與工程類、儀器儀錶類及其相近專業的教材，亦可作為物理和光學類專業的選修課教材或參考書，也是從事光電信息科學與技術、儀器科學與技術等相關領域工作的工程技術人員的參考書。

　　書中的不足之處望廣大讀者指正。

　　編者2011年6月第3版前言工程光學第4版Ⅵ第2版前言《工程光學第2版》是“十五”國傢級規劃教材。為適應21世紀高等學校教學改革需要，使工程光學的教學內容和課程體係更適用於儀器儀錶類及其相近專業的教學要求，對《工程光學第1版》進行瞭重新編寫與修訂。

　　重新編寫與修訂的指導思想仍然是既注重論述光學的基本原理，又更加

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很不錯，寫的很好，非常好的書！推薦購買

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