前言

过去很长时间，光学和电子学都曾作为物理学的一个分支，随着物理学的发展而不断完善。如今，光学工程和电子科学与技术都已成为独立的学科，但它们与物理学间的深刻联系不可分割。对于光学类、电子类专业的学生来说，没有扎实的基础物理知识，要想在专业领域有一番作为是很困难的。

电磁理论和量子理论是物理学的核心内容，也是光学和电子学的重要理论基础，而集成电路、光通信、光电信息等许多应用领域的飞速发展离不开以晶体和半导体激光器为代表的固体器件，所以学习电磁理论和量子理论，以及固体物理与半导体物理知识，对于光学类、电子类专业学生来说是十分重要的。然而，电磁理论、量子理论、固体物理和半导体物理等内容很多，目前多数高校分几门课程开设，所需学时很多。我们课程内容改革的思路是，突出理论主线，在知识叙述保持连贯的前提下，尽量简化内容。教材编写力求内容精简、重点突出、概念清晰、通俗易懂。

本书共分三篇9章。

第一篇为电磁理论，第1章介绍矢量分析及场论，包括场、梯度、散度、旋度、正交曲线坐标系、δ函数；第2章介绍电磁现象的描述及基本方程，包括静电场、稳恒磁场、时变电磁场、麦克斯韦方程组、电磁场的边值关系、电磁场的能量和能流；第3章介绍电磁场的波动性，包括电磁场的波动方程、单色电磁波、非单色波与介质色散、电磁场的动量、电磁波的辐射；第4章介绍平面电磁波的传播，包括绝缘介质与导电介质中的单色平面波及反射和折射问题、全反射及消逝波与导引波等。

第二篇为量子理论，第5章介绍量子理论的实验基础，包括黑体辐射、光电效应、康普顿散射、氢原子光谱、电子衍射等著名实验及理论解释；第6章简单介绍量子力学的理论体系，包括波函数与薛定谔方程、力学量与算符、微扰理论、光的吸收和发射等。

第三篇为固体光电基础，第7章简单介绍固体物理知识，包括晶体结构与晶体结合、晶格振动、能带论基础及固体的导电性；第8章简单介绍半导体物理知识，包括本征半导体和杂质半导体、半导体中的载流子及其运动、连续性方程、PN结；第9章介绍半导体中的光学与光电现象，包括固体光学常数及测量方法、光吸收、光电导、光伏效应、半导体发光等。

每章末都附有习题。由于各校安排本课程的学时及教学要求不同，书中打“*”号内容可以不讲或简单讲述。

本书第一篇电磁理论由胡茂海负责编写，第二篇量子理论由段子刚负责编写，第三篇固体光电基础由沈为民负责编写，全书由沈为民统稿，周盛华参与部分章节编写和资料整理工作。深圳大学李景镇教授对全书进行了认真审稿，并提出许多宝贵建议，在此深表谢意。

由于编者的水平与经验有限，书中难免存在缺点和错误，殷切希望读者批评指正。

沈为民的电子邮箱：swm@cjlu.edu.cn

编著者