到目前为止，我们一直使用光的射线模型来讨论光学现象。然而，某些现象需要基于光的水波特性进行分析和解释。当波长与光学器件的尺寸（例如衍射中的狭缝）相比不能忽略时，这一点尤其正确。

用一种直观、几何的方式解释波为什么会传播、反射、折射以及绕射。

显示了从上方和侧面看到的横波的样子。可以想象光波就是这样传播的，尽管我们实际上并没有看到它在空间中摆动。从上方看，我们看到波前（或波峰），就像我们俯瞰海浪一样。侧面视图将是电场或磁场的图像。

在几何光学里，我们常用光线描述光的传播，例如光沿直线走、反射角等于入射角、满足折射定律等。但如果从波的角度看，光或水波不是一条线，而是一个扩展的波前。于是一个自然问题是：波前如何演化？

如果我们已经知道某一时刻的波前在哪里，能不能只根据这个波前，推断出下一时刻的波前在哪里？

根据惠更斯原理，波前上的每一点都可以看成一个新的“次级波源”，它们各自向外发出小球面波；下一时刻的新波前，就是这些小波的包络面。

波前is the long edge that moves，例如以波峰或波谷的形式移动。波前上的每一点都会发出一个半圆形的波，新的波前是与这些小波相切的平面