1. 大气湍流产生原因：
大气湍流主要由两部分影响：温度和距离。
大气湍流还受海拔、湿度、风速、污染、雾等影响。
2. Wave Propagation and Fourier Optics（波传播与傅里叶光学）
2.1 几种常见的2D波及公式：
横波：媒质中各体元振动的方向与波传播的方向平行。例如：空气中的声波、空气中体元时而靠近，时而疏远。
表面波：在两种媒介的界面上传播的波。例如：水面波。
波面：波传播时，同相位各点所组成的面。
波前：离波源最远，即“最前方”的波。
波射线：与波面垂直且表明波的传播方向的线叫波射线。
平面波：波前为平面的波。波线是互相平行的。
球面波：波前为球面。点波源在均匀和各向同性媒介中发生的波是球面波。伯贤是相交于波源的直线。
波长（Wave length）：
波速（Wave velocity）：
光频（Optical Frequency）：
光频，是光频率的简称，绝对频率测量是指直接以铯原子基准频率为依据的频率测量。光在真空中的波长λ和频率v的乘积等于它在真空中的传播速度，即λv = 299792458（m/s）。
2.2 平面简谐波：
平面简谐波是最基本的波动形式。平面传播时，若介质中体元均按余弦（或正弦）规律运动，就叫平面简谐波。
如果所传播的是谐振动，且波所到之处，媒质中各质点均做同频率、同振幅的谐振动，这样的波称为简谐波，也叫余弦波或正弦波。如果简谐波的波面是平面，这样的简谐波称为平面简谐波。
平面简谐波相关公式：
平面简谐波的波函数y(x,t)有两大类，一种是沿Ox轴的正方向传播，另一种是沿Ox轴的负方向。在这里重点讨论第一种情况。
设u为波速，λ为波长，T为周期，A为振幅，w为振动的圆频率，φ为初相，则有以下公式：
而第二种情况就是上面式子减号变为加号。
简谐波的特征量：
2.3 亥姆霍兹方程（Helmholtz equation）：
亥姆霍兹方程是一个描述电磁波的椭圆偏微分方程，以德国物理学家亥姆霍兹的名字命名。其基本形式如下：
其中▽为哈密顿算子，K是波数，A是振幅。
2.3 惠更斯－菲涅耳原理（Huygens–Fresnel principle）：
惠更斯－菲涅耳原理是研究波传播问题的一种分析方法，这个原理同时适用于远场极限和近场衍射。
惠更斯－菲涅耳原理能够正确的解释与计算波的传播。基尔霍夫衍射公式给衍射提供了一个严格的数学基础，这基础是建立于波动方程和格林第二恒等式。从基尔霍夫衍射公式，可以推导出惠更斯－菲涅耳原理。菲涅耳在惠更斯－菲涅耳原理里凭空提出的假定，在这推导过程中，会自然地表现出来。
举一个简单例子来解释这原理。假设有两个相邻房间A、B，这两个房间之间有一扇敞开的房门。当声音从房间A的角落里发出时，则处于房间B的人所听到的这声音如是位于门口的波源传播而来的。对于房间B的人而言，位于门口的空气振动是声音的波源。
光源对于狭缝或孔径的衍射也可以用这种方式处理，但直观上并不明显，因为可见光的波长很短，因此很难观测到这种效应。
惠更斯在著作《光论》中提出“惠更斯原理”：
- 一个波阵面的每个点（面源）可各看作是一个产生球面子波的次级球面波的中心波源，次级波源的波速与频率等于初级波的波速与频率；而且，以后任何时刻波阵面的位置是所有这种子波的包络面。
- 沿任何波前的每一点都可以被认为是一个二次源球面波，成为小波，它们相互作用。
惠更斯作图法：（参考网址：惠更斯作图法参考网址）
一个波阵面的每个点（面源）可各看做是一个产生球面子波的次级球面波的中心波源，次级波源的波速与频率等于初级波的波速与频率；而且，以后任何时刻波阵面的位置是所有这种次级球面波的包络面。
如下图所示，在绘图中，当我们划分越密集的次级球面波，由各个次级球面波构成的包络面越清晰。
波传播的距离是波速对时间的积分，对于各向同性介质，各次级球波均为标准球形，子波半径随着时间变化，等同于光波行进的距离，形成光波传播过程中，不同时间点次级子波的包络面。
这边是惠更斯作图法的基本要领，在简单的单缝衍射、各向同性不同折射率介质界面折射的案例中，可以为光波的衍射、折射提供解释。
惠更斯－菲涅耳原理结论：
- 惠更斯－菲涅耳原理不适合于真空中光的分解与叠加。因为真空中的光无法分解为次光源；
- 惠更斯－菲涅耳原理用于介质界面及均匀介质内部次光源的叠加时，必须选定不同次光源相同状态时刻所发出的次生光在相同方位上的波前面，而不能体现次光源产生的光在特定空间位置上的叠加效应。
- 由于介质界面产生的反射、折射光并非入射光本身改变运动方向后的产物，而是由介质产生的全新的光。将介质界面各点视为点光源虽然能解决光的反射与折射，甚至衍射和绕射等问题，但并未体现出光与介质相互作用的实质。因为实际上，入射光是将介质界面上的原子极化成了与入射光频率存在高度相关的时变偶极矩的电偶极子的原子或原子团而已。
- 虽然惠更斯－菲涅耳原理存在上述不尽如人意的地方，没有充分揭示介质界面对入射光的反作用只是由原子被电偶极子化产生的次生光。但是将介质界面视为由点状光源构成的发光群体并向各个方向发光的理念也是非常接近客观事实的。在其产生的时代也不失为很了不起的成就。
2.4 衍射
定义：衍射是指波遇到障碍物时偏离原来直线传播的物理现象。
在经典物理学中，波在穿过狭缝、小孔或圆盘之类的障碍物后会发生不同程度的弯散现象。假设讲一个障碍物放在光源和观察屏之间，则会有光亮区域与隐晦区域出现于观察屏，而且这些区域的边界并不明显，是一种明暗相间的复杂图样。这现象称为衍射，当波在其传播路径上遇到障碍物时，都有可能发生这种现象。除此之外，当光波穿过折射率不均匀的介质时，或当声波穿过声阻抗（acoustic impedance）不均匀的介质时，也会发生类似的效应。在一定条件下，不仅水波、光波能够产生肉眼可见的衍射现象，其他类型的电磁波（例如X射线和无线电波等）也能够发生衍射。
2.5 艾里斑（Airy Disc）
艾里斑是点光源通过衍射受限透镜成像时，由于衍射而在焦点处形成的光斑。中央是明亮的圆斑，周围有一组较弱的明暗相间的同心环状条纹，把其中以第一暗环为界限的中央亮斑称为艾里斑。
2.6 图像变模糊的过程：
