光在同种均匀介质中沿直线传播。小孔成像、日食和月食还有影子的形成都证明了这一事实。
撇开光的波动本性,以光的直线传播为基础,研究光在介质中的传播及物体成像规律的学科,称为几何光学。在几何光学中,以一条有箭头的几何线代表光的传播方向,叫做光线。几何光学把物体看作无数物点的组合(在近似情况下,也可用物点表示物体),由物点发出的光束,看作是无数几何光线的集合,光线的方向代表光能的传递方向。
几何光学中光的传播规律有三:
(1)光的直线传播规律已如上述。大地测量也是以此为依据的。
(2)光的独立传播规律。两束光在传播过程中相遇时互不干扰,仍按各自途径继续传播,当两束光会聚同一点时,在该点上的光能量是简单相加的。
(3)光的反射和折射定律。
光传播途中遇到两种不同介质的分界面时,一部分反射,一部分折射。
反射光线遵循反射定律,折射光线遵循折射定律。