工程光学

Name: 工程光学
ISBN: 9787301156292

王红敏北京大学出版社 · 中国2025年8月

3.5

字数: 17.6万字
章节数: 225
ISBN: 9787301156292

信息有误查询本书

内容简介

本书主要讲授几何光学的基础理论和典型光学系统的实例和应用以及波动光学相关基础知识。通过内容介绍，使学生能对光学的基本概念、基本原理和典型系统有较为深刻的认识，为学习光学设计、光信息理论和从事光学研究打下坚实的基础。也使学生能够掌握光学成像的一般原理和实际应用，明确光学的现代面貌和发展动态，了解测控系统及仪器中的光学原理和典型光学系统在测控系统及仪器中的作用、设计要求，使学生在今后的工程设计和产品开发中能够对光学系统进行总体的考虑分析和计算。

编辑推荐

本书围绕几何光学基础理论、典型光学系统的实例与应用，以及波动光学基础知识展开，内容定位明确：为后续的光学设计、光信息理论学习和光学研究打基础。其亮点在于兼顾理论推导与工程应用，既讲光学成像的一般原理，又联系测控系统及仪器中的光学原理与典型系统，说明相关设计要求，帮助读者理解光学系统在工程实践中如何被总体考虑、分析与计算。这样的编排使本书不局限于纯理论教材，而带有面向工程设计的取向，适合需要把光学知识用于仪器与测控场景的读者。阅读时需具备一定的数学与物理基础，公式推导和系统分析部分需要耐心跟进。对于光学设计、光电信息、测控技术等方向的学习者，本书可作为承上启下的专业基础读本；对于只想了解光学常识的普通读者，则门槛偏高。整体而言，本书适合作为课程教材或专业自学参考，强调原理理解与系统思维的结合。

适合谁读

适合

光学、光电信息、测控技术等相关专业本科生，配合课程学习几何光学与波动光学基础。
从事光学仪器、测控系统设计开发的工程技术人员，需要理解典型光学系统原理与设计要求。
准备进入光学设计或光信息理论方向的学习者，用作打基础的过渡教材。
具备物理与数学基础、希望系统了解光学成像原理与工程应用的自学者。

不适合

缺乏大学物理与微积分基础的普通读者，公式推导与系统分析门槛较高。
只想了解摄影、眼镜等生活光学常识的休闲读者，本书偏专业理论。
期待大量实验操作步骤或软件仿真教程的读者，本书以理论讲授为主。
从事纯艺术或人文领域工作、无光学工程需求的人群。

阅读建议

先复习几何光学基本定律与必要的数学工具，再进入典型光学系统章节，避免中途卡壳。
阅读时随手推导关键公式，并对照书中光学系统实例理解各参数的实际意义。
学完几何光学部分后，再读波动光学基础，注意两类内容在概念上的衔接与区别。
结合测控系统及仪器中的光学应用章节，尝试分析一个熟悉的光学仪器，检验理解程度。

出版社简介

北京大学出版社中国 · 成立于 1979 年

北京大学出版社是一家综合性大学出版社，其出版方向涵盖古典文学、科学科普、社会文化、世界史、西方哲学与文化等领域。库内收录图书6031种，代表性图书包括《红楼梦》《狭义与广义相对论浅说（第15版）（附爱因斯坦关于统一场论及其他经典论文）》《几何原本》《圆锥曲线论》《东晋门阀政治》《神话哲学（上卷）》《神话哲学（下卷）》《海陆的起源》等。代表作者有曹雪芹、周汝昌、爱因斯坦、欧几里得、阿波罗尼奥斯、田余庆、谢林、先刚等。该社在古典文学与西方哲学原典译介方面形成特色，兼及科学经典与社会文化研究。因公开资料有限，此处仅依据库内图书呈现其出版方向，不作额外延伸。

版权信息
内容简介
前言
第1章几何光学的基本定律和物像概念
1.1 概述
1.2 几何光学的基本定律
1.2.1 基本定律概述
1.2.2 光路的可逆性
1.2.3 费马原理
1.2.4 马吕斯定律
1.3 成像的基本概念与完善成像条件
1.3.1 光学系统与物像概念
1.3.2 完善成像条件
1.3.3 物像的虚实
1.3.4 物像的相对性
习题
第2章共轴球面光学系统
2.1 基本概念与符号规则
2.2 单个折射球面成像
2.2.1 单折射球面成像的光路计算
2.2.2 近轴区成像的物像关系
2.2.3 近轴区成像的放大率和传递不变量
2.3 单个反射球面成像
2.4 共轴球面光学系统成像
习题
第3章理想光学系统
3.1 理想光学系统理论
3.1.1 理想光学系统理论的内容
3.1.2 共轴理想光学系统理论
3.2 理想光学系统的基点和基面
3.2.1 无限远轴上物点和其对应的像点F'
3.2.2 无限远轴上像点对应的物点F
3.2.3 物方主平面与像方主平面
3.3 理想光学系统的物像关系
3.3.1 图解法求像
3.3.2 解析法求像
3.3.3 理想光学系统两焦距之间的关系
3.3.4 举例
3.4 理想光学系统的放大率
3.4.1 垂轴放大率
3.4.2 轴向放大率
3.4.3 角放大率
3.4.4 光学系统的节点
3.4.5 用平行光管测定焦距的依据
3.4.6 举例
3.5 理想光学系统的组合
3.5.1 图解法求像
3.5.2 解析法求像
3.5.3 理想光学系统的光焦度
3.5.4 举例
3.6 透镜
3.6.1 透镜的分类
3.6.2 透镜的焦距和基点位置
3.6.3 举例
习题
第4章平面与平面系统
4.1 平面镜成像
4.1.1 单平面镜
4.1.2 双平面镜成像
4.2 平行平板
4.2.1 平行平板的成像特性
4.2.2 近轴区平行平板的成像
4.3 反射棱镜
4.3.1 反射棱镜的概念及分类
4.3.2 棱镜系统的成像方向判断
4.3.3 反射棱镜的等效作用与展开
4.4 折射棱镜与光楔
4.4.1 折射棱镜的偏转
4.4.2 光楔及其应用
4.4.3 棱镜的色散
4.4.4 光学材料
4.4.5 举例
习题
第5章光学系统的光束限制
5.1 孔径光阑、入瞳和出瞳
5.1.1 孔径光阑
5.1.2 入瞳和出瞳
5.1.3 孔径光阑、入瞳和出瞳的判定方法
5.2 视场光阑、入窗和出窗
5.2.1 视场光阑
5.2.2 入窗和出窗
5.2.3 视场光阑、入窗和出窗的判定方法
5.3 渐晕光阑及场镜的应用
5.3.1 渐晕及渐晕光阑
5.3.2 场镜的应用
5.4 光学系统的景深和焦深
5.4.1 光学系统的空间像
5.4.2 光学系统的景深
5.4.3 照相机景深举例
5.4.4 光学系统的焦深
5.5 远心光路
5.5.1 物方远心光路
5.5.2 像方远心光路
习题
第6章像差概论
6.1 球差
6.1.1 球差的定义及光学现象
6.1.2 单折射球面的齐明点
6.1.3 单透镜的球差与校正
6.2 彗差
6.2.1 彗差的形成及光学现象
6.2.2 彗差的量度
6.2.3 彗差的校正
6.3 像散和场曲
6.3.1 细光束像散和场曲的产生及量度
6.3.2 像散和场曲的校正
6.4 畸变
6.4.1 畸变的产生和量度
6.4.2 畸变的种类
6.4.3 畸变的校正
6.5 色差
6.5.1 位置色差
6.5.2 倍率色差
6.6 像差综述
习题
第7章眼睛及目视光学系统
7.1 眼睛及其光学系统
7.1.1 眼睛的结构
7.1.2 眼睛的调节
7.1.3 眼睛的缺陷与校正
7.1.4 眼睛的视角
7.1.5 眼睛的分辨率
7.1.6 眼睛的瞄准精度
7.1.7 双目立体视觉
7.2 放大镜
7.2.1 放大镜的视觉放大率
7.2.2 放大镜的光束限制和线视场
7.3 显微镜系统
7.3.1 显微镜的视觉放大率
7.3.2 显微镜的光束限制和线视场
7.3.3 显微镜的分辨率和有效放大率
7.3.4 显微镜的景深
7.3.5 显微镜的照明方法
7.3.6 显微镜的物镜
7.4 望远镜系统
7.4.1 望远镜的视觉放大率
7.4.2 望远镜系统的分辨率和工作放大率
7.4.3 望远镜的视场
7.5 目镜
7.5.1 目镜的主要光学参数
7.5.2 目镜类型
7.5.3 光学仪器中目镜的视度调节
习题
第8章摄影系统和投影系统
8.1 摄影系统
8.1.1 摄影物镜的光学特性
8.1.2 摄影物镜的光束限制
8.1.3 摄影物镜的分辨率
8.1.4 摄影物镜的景深
8.1.5 摄影物镜的类型
8.2 投影系统
8.2.1 投影物镜的光学特性
8.2.2 投影物镜的结构形式
8.2.3 投影系统的照明
习题
第9章现代光学系统
9.1 激光光学系统
9.1.1 高斯光束的特性
9.1.2 高斯光束的透镜变换
9.2 光纤光学系统
9.2.1 阶跃型光纤
9.2.2 梯度折射率光纤
9.3 红外光学系统
9.3.1 红外光学系统的特点
9.3.2 典型红外光学系统
习题
第10章光的干涉
10.1 光波干涉的条件及杨氏干涉实验
10.1.1 光波干涉的条件
10.1.2 杨氏干涉实验
10.1.3 干涉条纹的可见度
10.1.4 双缝干涉的应用
10.2 平板的双光束干涉及典型应用
10.2.1 平行平板产生的等倾干涉
10.2.2 楔形平板产生的等厚干涉
10.2.3 典型分振幅干涉仪及其应用
10.2.4 干涉技术的其他应用
10.3 平行平板的多光束干涉及其应用
10.3.1 平行平板多光束干涉
10.3.2 法布里-帕罗干涉仪
习题
第11章光的衍射
11.1 光的衍射现象及其标量理论
11.1.1 光的衍射现象
11.1.2 光波的标量衍射理论
11.2 菲涅尔衍射
11.2.1 菲涅尔波带法
11.2.2 菲涅尔圆孔和圆屏衍射
11.3 夫琅和费衍射
11.3.1 夫琅和费衍射系统和衍射公式的意义
11.3.2 夫琅和费矩孔衍射
11.3.3 夫琅和费单缝衍射
11.3.4 夫琅和费圆孔衍射
11.3.5 夫琅和费多缝衍射
11.4 光学成像系统的衍射和分辨率
11.4.1 光学成像系统的衍射
11.4.2 光学成像系统的分辨率
11.5 衍射光栅
11.5.1 光栅概述
11.5.2 光栅的分光性能
11.5.3 闪耀光栅
11.5.4 阶梯光栅
11.5.5 计量光栅
11.6 衍射技术在工程中的应用
11.6.1 微孔直径测量
11.6.2 细狭缝宽（细丝直径）测量
习题
第12章光的偏振
12.1 偏振光概述
12.1.1 光的横波性
12.1.2 偏振光的产生方法
12.1.3 马吕斯定律
12.2 晶体偏振器件
12.2.1 偏振起偏棱镜
12.2.2 偏振分束棱镜
12.2.3 波片
12.2.4 补偿器
12.3 圆偏振光和椭圆偏振光
12.4 偏振光的干涉
12.4.1 平行偏振光干涉
12.4.2 会聚偏振光干涉
12.4.3 偏振光的应用
习题
参考答案
参考文献

常见问题

阅读本书需要什么数学和物理基础？

本书讲授几何光学基础理论、典型光学系统及波动光学基础知识，涉及公式推导与系统分析，通常需要大学物理中的光学部分以及微积分等数学基础。基础薄弱的读者建议先补齐相关预备知识，再按章节循序渐进阅读，遇到推导可放慢速度。

本书侧重理论还是工程应用？

两者兼顾。书中既讲授几何光学的基础理论和波动光学相关知识，也介绍典型光学系统的实例与应用，并联系测控系统及仪器中的光学原理、典型系统作用与设计要求，带有面向工程设计的取向，帮助读者对光学系统做总体分析和计算。

学完本书能直接做光学设计吗？

本书的定位是为学习光学设计、光信息理论和从事光学研究打下基础，重点在基本原理、典型系统认识与工程分析思路，并非光学设计软件操作或完整设计流程训练。学完后具备继续深入光学设计的基础，实际设计能力仍需后续专门课程与实践积累。

非光学专业的人读这本书有意义吗？

如果从事测控、仪器、光电相关工作，需要理解设备中光学系统的作用与基本原理，本书有参考价值。若只是出于兴趣了解光学常识，则书中公式与系统分析可能偏难，可选择更通俗的入门读物，再决定是否深入本书内容。

读者评论

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作者简介

王红敏作者

王红敏，公开资料有限，目前仅知其有《工程光学》及《工程光学（第2版）》两种作品在库。从作品题材看，其写作围绕工程光学这一专业领域展开，内容应涉及光学原理、工程应用及相关计算方法，属于理工科教材或考试辅导类读物。两本书以同一书名先后推出，第二版通常是对初版的修订与完善，说明相关内容在教学或备考场景中有持续需求。其作品被归入“考试”分类，可见主要面向学生与应试读者，注重知识点的系统梳理与实用性，语言风格偏向严谨、条理清晰。在缺乏作者生平、学历与职务等信息的情况下，对其介绍宜以作品为中心，突出其在工程光学教材编写与考试辅导方面的贡献，而不宜作过多个人经历方面的推测。