Геометрическая оптика. 
Геометрическая оптика

Закон прямолинейного распространения света: свет в оптически однородной среде распространяется прямолинейно. Доказательством этого закона является наличие тени с резкими границами от непрозрачных предметов при освещении их точечными источниками света. Закон справедлив, если свет проходит сквозь малые отверстия, причем отклонение от прямолинейного распространения тем больше, чем меньше отверстия.

Закон независимости световых пучков: эффект, производимый отдельным пучком, не зависит от того, действуют ли одновременно остальные пучки или они устранены. Разбивая свет на отдельные световые пучки (например, с помощью диаграмм), можно показать, что действие выделенных световых пучков независимо.

Закон отражения света: отраженный луч лежит в одной плоскости с падающим лучом и перпендикуляром, проведенным к границе раздела двух сред в точке падения; угол отражения равен углу падения :

Закон преломления света: луч падающий, луч преломленный и перпендикуляр, проведенный к границе раздела в точке падения, лежат в одной плоскости; отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных сред:

Относительный показатель преломления двух сред равен отношению их абсолютных показателей преломления:

Если свет распространяется из среды с большим показателем преломления n₁ (оптически более плотной) в среду с меньшим показателем преломления n₂ (оптически менее плотную) (n₁>n₂), например из стекла в воду, то:

Отсюда следует, что преломленный луч удаляется от нормали и угол преломления i₂ больше, чем угол падения i₁ (рис.а). C увеличением угла падения увеличивается и угол преломления (рис.б, в) до тех пор, пока при некотором угле падения (i₁=i_пр) угол преломления не окажется равным .

Угол i_пр называется предельным углом. При углах i₁>i_пр весь падающий свет полностью отражается (рис.г).

По мере приближения угла падения к предельному интенсивность преломленного луча уменьшается, а отраженного — растет. Если i₁=i_пр, то интенсивность преломленного луча обращается в нуль, а интенсивность отраженного равна интенсивности падающего. Таким образом, при углах падения в пределах от i_пр до луч не преломляется, а полностью отражается в первую среду, причем интенсивности отраженного и падающего лучей одинаковы. Это явление называется полным отражением.