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第一章 绪论1

1.1 内容与方法1

1.2 辐射度量参数2

1.3 比尔-朗伯定律4

1.4 光的湍流效应4

第二章 单粒子散射7

2.1 单粒子散射的基本描述7

2.1.1 散射幅度与象函数7

2.1.2 散射截面与消光截面7

2.1.3 不透明障碍物的消光9

2.1.4 幅度函数的偏振11

2.2 球形粒子散射的经典理论（米耶理论）11

2.2.1 概述11

2.2.2 矢量波动方程的解12

2.2.3 满足边界条件的解14

2.2.4 散射幅度函数17

2.2.5 结果的讨论20

2.3 粒子散射的近似方法24

2.3.1 范·德·哈尔斯特散射近似24

2.3.2 瑞利散射27

2.3.3 瑞利-德拜近似29

2.3.4 散射幅度函数的积分表示31

第三章 大气光传播中的单散射近似32

3.1 单散射近似方法33

3.1.1 单散射近似的物理基础33

3.1.2 能见度和能见距离34

3.2 大气中的微粒散射37

3.2.1 气溶胶，霾37

3.2.2 水汽凝集物（Ⅰ） 雾、霭39

3.3.1 大气成分和均质大气高度42

3.3 大气气体分子对光传播的影响42

3.2.3 水汽凝集物（Ⅱ）——雨42

3.3.2 分子吸收与大气窗口44

3.3.3 单—谱线的吸收45

3.3.4 谱带吸收模型48

3.3.5 大气吸收概貌52

第四章 多次散射理论59

4.1 统计参数59

4.1.1 相干场与非相干场59

4.1.2 相关函数的谱展开60

4.1.3 双频互相干函数61

4.1.4 相干带宽和相干时间62

4.2 一阶多次散射理论63

4.2.1 平行光的传播63

4.2.2 脉冲辐射的传播66

4.2.3 粒子运动的影响68

4.3 输运理论69

4.3.1 辐射亮度69

4.3.2 辐射亮度的微分方程71

4.3.3 辐射亮度的积分表示74

4.3.4 小角度近似方程75

4.3.5 比尔-朗伯定律的修正78

4.4 多次散射的解析方法81

4.4.1 解析方法中的散射模型81

4.4.2 福尔第-特威尔斯基方程85

4.4.3 相干场与总通量密度87

4.4.4 辐射亮度与相关函数90

4.5 粒子的空间分布与时间分布91

4.5.1 运动粒子的基本方程91

4.5.2 小角度近似和平面波解95

4.5.3 随机粒子与双频互相干函数98

4.5.4 平面脉冲波的传播100

集五章 随机场理论初步103

5.1 随机场的数学描述103

5.1.1 引言103

5.1.2 统计矩与相关函数104

5.1.3 均匀各向同性随机场106

5.1.4 均匀各向同性随机场的谱展开106

5.2 局部均匀各向同性随机场112

5.2.1 增量平稳随机过程，结构函数112

5.2.2 结构函数的谱展开113

5.2.3 局部均匀各向同性随机场116

5.3 随机矢量场118

5.3.1 相关函数的一般形式118

5.3.2 谱展式119

5.3.3 随机管矢量场121

5.3.4 随机势矢量场124

5.4 空-时相关与谱函数125

第六章 大气湍流的形态128

6.1 湍流中的速度场128

6.1.1 湍流的发生128

6.1.2 局部均匀各向同性湍流（柯尔莫哥洛夫理论）131

6.1.3 速度场的谱表述133

6.2 湍流中的温度场和折射率场135

6.2.1 被动保守标量，位温135

6.2.2 温度场的随机特征136

6.2.3 折射率场140

6.2.4 大气湍流中的能量平衡142

6.3 大气中Cn2的性质144

6.3.1 “边界层”湍流144

6.3.2 自由大气中Cn2的性质148

7.1.1 波动方程的形式152

7.1 湍流介质中的麦克斯韦方程152

第七章 光在弱湍流中的传播152

7.1.2 平面波的微扰法解154

7.2 统计均匀各向同性场中的解156

7.2.1 对数幅度起伏与相位起伏156

7.2.2 解的一般性质160

7.3 平面波通过柯尔莫哥洛夫湍流162

7.3.1 路径均匀的柯尔莫哥洛夫湍流，？162

7 3.2 路径均匀的柯尔莫哥洛夫湍流，？165

7.3.3 路径平缓变化的柯尔莫哥洛夫湍流167

7.3.4 玻恩近似及里托夫近似的局限性170

7.4 统计场的时域分析172

7.4.1 通量密度的概率分布172

7.4.2 通量密度起伏的频谱176

7.5 球面波和束状波通过柯尔莫哥洛夫湍流180

7.5.1 球面波和束状波的微扰解180

7.5.2 通过湍流后的幅度与相位182

7.5.3 对数幅度起伏的空间谱形式185

7.5.4 柯尔莫哥洛夫湍流下的对数幅度起伏186

7.5.5 束扩展与束漂移188

第八章 强湍流下的光传播191

8.1 概述191

8.2 马尔柯夫近似193

8.2.1 矩方程的一般方法193

8.2.2 平均场方程196

8.2.3 矩方程的普遍表述197

8.2.4 矩方程的主要结果200

8.3 随机“透镜”假设206

8.3.1 透镜假设的基本思想206

8.3.2 相干长度与特征距离209

主要符号表214

参考文献218