幾何光學： 的概念為基礎，用 的方法研究光在介質中的傳播規律和光學系統成像特徵．
光波與光線
光從本質上來就是 ；光的傳播實質上是 ．
波長
紅外線的波長比可見光 ；
紫外線的波長比可見光 ．
光速、頻率與波長的關係：
（不能寫成其他形式）
光源和光線
光源（發光體）是 的物體．
光線是 的幾何線．
代表光的傳播方向．
稱為光路．
波面
光波向周圍傳播，在某一時刻，其振動位相相同的各點所構成的 稱為波陣面，簡稱波面．可分為 ．
在各向同性介質中，光沿著波面法線方向傳播，所以可以認為 就是幾何光學中的光線．
波前（wavefront）: The surface reached by wave propagation at any time.
基本定律
光的直線傳播定律
在 中，光線按直線傳播．
光線的獨立傳播定律
光線的獨立傳播定律不符合 ．
光的折射和反射定律
折射定律
折射率越大，介質對光線的折射能力越強。如，空氣的折射率約為
折射定律的公式：
若在此式中令
角的正負
由 ， 時針方向旋轉形成的角度為正，反之為負．
在反射定律中，反射光線和入射光線位於法線的兩側，且反射角與入射角的絕對值相等，符號相反．
全反射
全反射現象發生的條件：
- 光線從 介質射向 介質；
- 入射角大於臨界角．
臨界角
馬呂斯定律
馬呂斯定律（Theorem of Malus）是指光線束在各向同性的均勻介質中傳播時，始終 ，並且入射波面與出射波面對應點之間的 為定值．
費馬原理
費馬原理（Fermat’s principle）是指光是沿著光程為 的路徑傳播的．
三者中的任意一個，均可以視為幾何光學的一個基本定律，而把另外兩個作為該基本定律的推論．
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