《光学仿真的Python实现》
光学理论的分析往往伴随着复杂的数理过程,如何将光学领域晦涩难懂的理论转化为直观、可操作的可视化分析过程是一大挑战。本书正是为应对这一挑战而生。本书针对物理光学、应用光学等专业基础课程中核心基础知识点的数值仿真问题进行阐述。全书基于开源程序设计语言Python编写,既涵盖了Python语言的基础、核心数值仿真工具包及典型开发环境,又在此基础上分别就波动光学与应用光学主要内容的Python语言仿真方法进行了详细介绍。 }MUn/ [x 该书系统讲解了利用Python开展光学仿真的方法,是光学领域为数不多的系统讲解光学仿真的书籍。 3]?#he
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Y2'cs~~$Ce 目录 "kZ[N'z( 目录 -.{g}R% 第1章Python简介 ZoArQ(YFy 1.1为什么使用Python A=Ss6-Je 1.2Python设置 @?"h
!fyu 1.2.1我们需要哪种发行版 B7]MGXC 1.2.2安装Anaconda ,]T2$?| 1.2.3Anaconda导航器 s=42uKz 1.3使用Jupyter/IPython QtConsole进行编码 qY[xpm 1.3.1注释 : _QCfH 1.3.2Hello World! IUtx!.]4 1.3.3使用Python作为计算器 H:"maS\I 1.3.4变量和保留关键字 z3uW)GQ. 1.3.5容器类型 .CFa9"< 1.3.6控制结构 fw[y+Bi&
? 1.4模块和脚本 fxT-j s#S 1.4.1模块 r [K5w 1.4.2使用Spyder编写和运行Python脚本 c_elShK8# 1.4.3函数定义 bu51$s?B 1.4.4类 jbR0%X2 1.5广泛应用于科学和工程领域的Python库 r;m)nRu 1.5.1数值Python库: NumPy Zkf0p9h\ 1.5.2数据可视化Python库: Matplotlib B 2ec@]uD` 1.5.3科学Python库: SciPy xZV1k~C 1.6结论 9Vf1Xz 引用文献 h>Hb`G< 第2章使用Python和Qt进行GUI编程 ~RWktv 2.1使用PyQt5的GUI应用程序的第一步 Gm\/Y:U 2.1.1导入PyQt5并创建一个PyQt5窗口 D.mHIsX6\ 2.1.2PyQt类 wd)jl% 2.2Qt Designer : "1XPr 2.2.1Qt Designer窗口 gJM`[x`T 2.2.2属性编辑器 QD%L0;j 2.2.3布局 ]7e =fM9V; 2.2.4Qt Designer预览 ZI=v.wa 2.2.5Qt UI文件 'e6WDC1Am( 2.2.6Matplotlib小部件 ciMzf$+G$ 2.2.7一个例子: 夫琅禾费衍射 E4hLtc^
+ 2.2.8从UI文件到Python代码的转换 x.q+uU$^ 2.2.9应用: 夫琅禾费衍射 YQY%M>F@d% 2.3编码GUI元素 P@FHnh3}Z$ 2.4结论 ;amXY@RmH 引用文献 l<);s 第3章电磁波 $LU"?aAW 3.1简介 50={%R 3.2麦克斯韦方程组与电磁波 NC38fiH_N 3.3波函数 F;]%V%F.X 3.4坡印亭矢量 ^`G}gWBx}w 3.5相速度和群速度 rdJR 2 3.6简谐波 f%*/cpA) 3.7绘制正弦波的Python代码 Qubp9C#r 第4章辐射测量和光度测量 y99mC$"Ee` 4.1辐射测量 |iwP:C^\mJ 4.2光度法 gg8Uo G 第5章费马原理、反射和折射 s;A@*Y;v 5.1导言 KRA/MQ^7~U 5.2费马原理 ,2W8=ON 5.3反射 ZMq6/G*fD 5.3.1平面镜 4#lo$# 5.4菲涅耳反射 @mfEKU! 5.5折射与斯涅耳定律 D"D<+
;S# 5.5.1表观深度 Er{>p|n= 5.5.2玻璃板 ^(FdXGs[ 5.6光线方程 15sp|$&` 第6章透镜和镜子 >:b Q 6.1导言 y~\oTJb 6.2基本约定 aca=yDs2 6.3旁轴近似法 J Px~VnE%% 6.4球面的折射率 =y!$/(H 6.5焦距 p }~qf 6.6光线图 -jiG7OL 6.7放大倍数 g?ULWeZg5 6.8磨镜者公式 [)TRTxFb 6.9透镜成像 qXwPDq/ 6.10牛顿关系式 % S os 6.11球面镜 BT"XT5@ 第7章厚透镜和透镜系统 Dbz3;t 7.1万向点 S@/IQR 7.1.1焦点 .P"D 7.1.2主点 >o=-$gz` 7.1.3节面 n~V ]Z 7.2多重折射面 &:`U&06q 引用文献 nX`u[ks 第8章偏振状态
p|p l 8.1线偏振 6g)GY"49 8.2圆偏振 =aTv! 8</ 8.3椭圆偏振 m* kl 8.4马吕斯定律 >: g3k 8.5琼斯矢量 s|y "WDyx5 8.5.1线偏振 Iepsz 8.5.2圆偏振 V6,H}k 8.5.3椭圆偏振 O[ef#R! 8.6琼斯矩阵 OD!& .% 8.6.1线偏振器 |3KLk ?2 8.6.2半波片和四分之一波片 I<6P; 8.6.3圆偏振 lE(a%'36 8.6.4椭圆偏振 pz.JWCU1 8.7旋光性
z\%67C 第9章干涉 i=oU;7~zK 9.1基本概念 m()RU"WY 9.1.1必要条件 )O@]uY 9.1.2节拍和传播速度 wG-HF'0L 9.2波前分割 @X;!92i 9.2.1杨氏双缝 o9dY9o+Z 9.2.2劳埃德镜 SS WP~
t 9.2.3菲涅耳镜 0i\M,TNf* 9.2.4菲涅耳双棱镜 waj0"u^# 9.2.5毕利特双镜 f@|A[>"V 9.2.6梅斯林透镜 3!|;iJRH 9.3振幅分波 c2'Lfgx4 9.3.1平行板 kTu[ y; 9.3.2角 :Ra,Eu 9.3.3迈克耳孙干涉仪 a}8>(jtSt 9.3.4马赫-曾德尔干涉仪 hB1 iSm 9.3.5法布里-珀罗干涉仪 {d5ur@G1 第10章相干性 ~<Qxw>S# 10.1空间相干性 :=fHPT 10.1.1双镜 o ML
K!]a 10.1.2宽缝 t@mw f3, 10.2时间相干性 *v-xC5L1\ 10.2.1白光 MkIO0&0O 10.2.2有限波长数 [aVJYr2 10.2.3矩形连续光谱 H< 3b+Sg 10.2.4高斯剖面 L
~'N6 第11章衍射 i7E7%~S 11.1夫琅禾费衍射 [ Sa
C 11.1.1矩形光圈 ;C@^wI 11.1.2单缝 krT!AfeV 11.1.3双缝 BwA~*5TFu 11.1.4衍射光栅 g{.@|;d<p 11.1.5圆形光圈 PbC>v 11.2菲涅耳衍射 m(Xr5hw:6 11.2.1菲涅耳积分 :'Kx?Es 11.2.2回旋线 UmMYe4LQR 11.2.3单缝衍射 )Syf5I 11.2.4边缘衍射 Wam?(!{mOf 引用文献 ymJw{&^am 附录菲涅耳积分 Ho*RLVI0U 参考文献 |L#r)$n{1 索引 mLdyt-1
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