第1章 走进光的世界

古往今来对光的认识

颜色

测量光速

视觉的形成过程

光的性质

量子力学的诞生

第2章 光的射线性质：反射

费马原理

镜子

历史的插曲：皮埃尔·德·费马（Pierre de Fermat,1601～1665）

第3章 光的射线性质：折射

折射

透镜

物体和图像：聚光透镜

物体和图像：发散透镜（凹透镜）

透镜的组合

眼睛

看到眼睛看不见的东西

镜头的组合

费马定理的最终注释

第4章 从太空来的光——天文学

地球

月亮

大小和距离

行星

哥白尼的解释

哥白尼以后

纵观太阳系

历史的插曲：伽利略·伽利雷（Galileo Galilei,1564～1642）

第5章 来自远古的光——天体物理学

天体物理学的诞生

天体物理研究方法

其他恒星和它们的“太阳系”

重构过去

恒星的生命和死亡

历史的插曲：艾萨克·牛顿（Isaac Newton,1642～1727）

第6章 波的概述

波——通信的基本方式

行波的数学处理

波的叠加

强迫振动和共振

振动和共振的固有频率

衍射——波可以拐弯绕过尖角

魔术般的正弦函数及其简单的性质

历史的插曲：让·巴蒂斯特·约瑟夫·傅里叶（Jean Baptiste Joseph Fourier,1768～1830）

第7章 声波

声音和听觉

声波用于工具

声波的叠加

声波的强度

听觉的其他参量

弦乐和管乐

多普勒效应

历史的插曲：声障（Sound Barrier）

第8章 光的波动性

光的波动性

波的与介质无关的性质

针对光的讨论

我们能够分辨的极限是什么？

其他种类的电磁波

两个光源发射的光

薄膜

衍射光栅

另外一些“光”

相干性

偏振

历史的插曲：托马斯·杨（Thomas Young,1773～1829）

第9章 制作影像

制作影像

全息摄影

第10章 电，磁，然后是光……

神秘的“远程作用”

“力场”

磁性

电动力学

借助磁性使电荷运动

麦克斯韦方程组

现在回到光

历史的插曲：詹姆斯·克拉克·麦克斯韦（James Clerk Maxwell,1831～1879）

第11章 “光的原子”——量子理论的诞生

辐射所发出的能量

黑体辐射的经典理论

马克斯·普朗克登场

普朗克的“绝望的行为”

历史的插曲：马克斯·普朗克（Max Planck,1858～1947）

第12章 量子力学的发展

量子力学的发展

矩阵力学

顺序很重要

波动力学

广义量子力学

量子的现实性

历史的插曲：尼尔斯·玻尔（Niels Bohr,1885～1962）

第13章 光原子的粒子性

光电效应

康普顿效应——光的粒子性的更有力的证据

历史的插曲：罗伯特·A·密立根（Robert A.Millikan,1868～1953）

第14章 光原子的波动性

一次一个光子

费曼的“光子的奇异性理论”

历史的插曲：理查德·费曼（Richard Feynman,1918～1988）

第15章 相对论

第一部分：如何开始

空间和时间

“刻板的教条主义”

寻找以太

对称性

狭义相对论

重现毕达哥拉斯定理

四维坐标

一个哲学插曲

历史的插曲：亨德里克·A·洛伦兹（Hendrik A.Lorentz,1853～1928）

第16章 相对论

第二部分：可验证的预测

时间膨胀

把能量引进图像

从对称性到核能的步骤

历史的插曲：阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein,1879～1955）

第17章 通向“重光子”的征途

把质量转化为能量

弱核力和电磁力统一化理论

索引

人物索引

专业术语索引

定理和定律索引