В рамках геометричної оптики світло представляється як потік дрібних невзаимодействующих один з одним часток - фотонів. Сукупність таких частинок утворює світловий промінь (пучок) - лінію, уздовж якої поширюється енергія світлових електромагнітних хвиль (або фактична траєкторія руху фотонів).

Швидкість поширення світлового пучка залежить від середовища, в якій він подорожує. Для характеристики цієї залежності вводять параметр середовища - абсолютний показник заломлення середовища:

(1)

Введений нами показник заломлення - таблична величина для різного роду оптично прозорих середовищ. Для повітря вважаємо показник заломлення приблизно рівним 1 ( ).

Тоді введемо поняття оптично однорідна оптичне середовище - середовище, в якій абсолютний показник заломлення однаковий у всіх точках середовища. Для такого середовища поширення світлового пучка прямолінійний.

Для світлових пучків існує, так званий, закон незалежності світлових пучків - в разі перетину декількох світлових пучків в одній точці подальше поширення пучків також прямолінійно (тобто світлові пучки як би «не помічають» один одного). Також необхідно додати, що в цьому випадку освітленість екрана, створювана декількома світловими пучками, дорівнює сумі освещенностей, створюваних кожним пучком окремо.

У разі двох середовищ, що знаходяться в безпосередньому контакті один з одним ( «вода-повітря», «повітря-скло» і т.д.), вводять відносний показник заломлення. Нехай дано дві середовища:

(2)

Введемо цей показник:

(3)

Відносний показник заломлення завжди розрахунковий, він характеризує відносну зміну швидкості при проходженні пучка світла з одного середовища до іншого. при , Середа 2 називається більш оптично щільною, а середовище 1 - менш оптично щільною.

Обидва показники заломлення безрозмірні.

Крім, власне, поширення світла, в шкільної фізики вивчається взаємодія світла з речовиною, хоча і в дещо обмеженому вигляді. У загальному випадку, ці питання стосуються взаємодії із дзеркальною поверхнею (відображення) і взаємодія з оптично прозорими середовищами (переломлення).

Отже, нехай дана поверхня, що відбиває, від якогось джерела на неї падає промінь (рис. 1).

Закони відбиття світла:

1. падаючий промінь (1), відбитий промінь (3) і перпендикуляр до межі поділу двох середовищ, відновлений в точці падіння променя (2), лежать в одній площині
2. кут відбиття дорівнює куту падіння

Мал. 1. Віддзеркалення світла

Важливо: кути падіння і відображення відраховуються від перпендикуляра, відновленого в точці падіння променя.

Тепер розглянемо кордон розділу двох оптично прозорих середовищ (рис. 2). На кордоні розділу відбувається заломлення світла (відхилення ходу променя від прямої).

Закони заломлення світла:

1. промені: падаючий (1), переломлених (3) і перпендикуляр до межі поділу двох середовищ, відновлений в точці падіння променя (2), лежать в одній площині.
2. відношення синусів кутів падіння і заломлення є величина постійна, рівна відносному показнику заломлення даних двох середовищ (закон Снеллиуса).

Мал. 2. Заломлення світла

Нехай дано дві середовища А і В, розділені кордоном розділу (привіт, тавтологія). Нехай показники заломлення цих середовищ і відповідно. Тоді кут падіння ( ) І кут відображення ( ) Пов'язані співвідношенням:

(2)

Співвідношення (2) і є законом Снеллиуса.

Важливо: кути падіння і заломлення відраховуються від перпендикуляра, відновленого в точці падіння променя.

Висновок: завдання на відображення / заломлення, по суті, геометричні, виходячи із загальних законів робиться малюнок, який дозволяється з геометричних співвідношень (пошук сторін трикутника, середньої лінії трикутника, ряду тригонометричних співвідношень, теорем Піфагора , синусів / косинусів ).