本书是为物理学科专业课程“光学理论”所撰写的教材。
本书内容广泛，由光波传播的经典理论、光场的量子性、光场的统计特性、光波辐射理论、光与物质的相互作用理论5个部分构成，共23章，基本涵盖了在光学专业各研究方向开展研究工作所必需的理论基础。书中采用经典理论、半经典理论、量子理论和统计理论的方法，重点讨论了光的传播特性、统计特性和量子特性，以及光与物质的相互作用，详细介绍了在光学研究中有着重要应用的各种理论方法。注意到物理学科的本科专业课程较少涉及统计方法，书中安排了两章关于随机变量和随机过程的内容。书中每一章都安排了少量习题，其中包括一些理论联系实际的研究性问题，希望以这种方式帮助读者在丰富的光学现象中找到所学理论方法的应用场景。
本书适合作为物理学科光学专业研究生和高年级本科生的教材，也可供其他专业的读者参考。

王若鹏，物理学博士，北京大学物理学院教授。1978年考入北京大学物理系，1979一1989年赴罗马尼亚留学，毕业于布加勒斯特大学物理系。1989年进入北京大学物理系（物理学院），从事光学及相关领域的理论研究，并讲授本科生核心课程“光学”和研究生核心课程“光学理论”。2006一2010年担任教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会物理学类专业教学指导分委员会委员，2009年获第六届高等教育国家级教学成果奖二等奖（第二完成人）。

第一部分 光波传播的经典理论
第1章 光波的电磁理论
1.1 麦克斯韦方程组
1.2 几何光学近似
1.2.1 几何光学光束
1.2.2 光线
1.2.3 费马原理
1.2.4 光线的微分方程
1.3 标量波近似
习题
第2章 光波衍射的标量波理论
2.1 菲涅耳-基尔霍夫衍射公式
2.1.1 基尔霍夫积分定理
2.1.2 菲涅耳-基尔霍夫衍射公式
2.2 菲涅耳衍射
2.2.1 傍轴衍射公式
2.2.2 单缝菲涅耳衍射
2.3 透镜衍射与成像
2.3.1 光波在单球面透镜上的衍射
2.3.2 单球面透镜成像
2.3.3 薄透镜的透射函数
2.4 夫琅禾费衍射与光学傅里叶变换
2.4.1 透镜后方的衍射场
2.4.2 夫琅禾费衍射与傅里叶变换
习题
第3章 光波在介质界面的折射与反射
3.1 光波在单一介质界面的折射与反射
3.2 光波在多个平行界面的折射与反射
3.3 光波在金属表面的折射与反射
3.3.1 金属中的光波
3.3.2 光波在金属表面的折射与反射
习题
第4章 光波导
4.1 平板型光波导
4.1.1 TE模式
4.1.2 TM模式
4.2 圆柱型光波导
4.2.1 导波解的一般形式
4.2.2 TE模式
4.2.3 TM模式
4.2.4 HE模式
4.3 二维波导的TEM模式
习题
第5章 光在晶体中的传播
5.1 晶体中的单色平面波
5.2 单轴晶体
5.2.1 o光与e光
5.2.2 双折射
5.3 双轴晶体
5.4 旋光晶体
习题
第6章 光在非线性介质中的传播
6.1 介质极化的一般规律
6.2 孤波
6.2.1 波包方程
6.2.2 时间光孤子
6.3 空间光孤子
习题
第二部分 光场的量子性
第7章 光场的量子化
7.1 自由光场的量子化
……
第三部分 光场的统计特性
第四部分 光波辐射理论
第五部分 光与物质的相互作用理论