Światło stanowi pewien niewielki wycinek całego widma fal elektromagnetycznych. Wyjątkowość tego promieniowania polega na tym, że wywołuje ono u człowieka wrażenia wzrokowe. Światło rozchodzi się w próżni z prędkością c .

gdzie i to odpowiednio przenikalność magnetyczna i elektryczna próżni.

Należy również wprowadzić pojęcie drogi optycznej l. Jeśli światło porusza się w jednorodnym ośrodku i tam w czasie t pokonuje drogę l to w tym samym czasie w próżni przebyłoby drogę l zwaną drogą optyczną. Można to wyrazić za pomocą zależności:

Iloraz prędkości światła w próżni i prędkości światła w danym ośrodku nosi nazwę bezwzględnego współczynnika załamania. Natomiast wielkość lnosi nazwę drogi geometrycznej.

Prędkość fali w danym ośrodku zależy od częstotliwości światła. Zjawisko to nosi nazwę dyspersji światła.

Zazwyczaj wraz ze wzrostem częstotliwości fali dochodzi do zmniejszania się jej prędkości. Wiąże się to ze wzrostem współczynnika załamania.

Warto zastanowić się teraz co dzieje się ze światłem jeśli pada ono na granicę dwóch ośrodków. Mianowicie okazuje się , że ulega ono zarówno załamaniu podczas przechodzenia przez granicę jak i odbiciu na powierzchni granicznej.

Poniżej przedstawiono prawa, które rządzą tymi zjawiskami.

Prawo odbicia mówi, że promień odbity, promień padający oraz prosta prostopadła do powierzchni granicznej leżą w jednej płaszczyźnie, a kąt padania jest równy kątowi pod jakim wychodzi promień odbity.

Kątem padania nazywa się kąt, który został zawarty między normalna do powierzchni a promieniem padającym. Natomiast kąt między promieniem odbitym a normalną do powierzchni to kąt odbicia.

Tych promieni, które przeszły do drugiego ośrodka dotyczy prawo załamania światła.

Prawo załamania światła na granicy dwóch ośrodków mówi, żestosunek sinusa kąta padania do sinusa kąta załamania promienia świetlnego na granicy dwóch ośrodków równa się stosunkowi bezwzględnego współczynnika załamania ośrodka drugiego do bezwzględnego współczynnika załamania ośrodka pierwszego czyli względnemu współczynnikowi załamania światła drugiego ośrodka względem pierwszego .

Można to prawo przedstawić także za pomocą innej zależności:

Oba te prawa można wyprowadzić korzystając z podstawowych równań elektromagnetyzmu sformułowanych przez Maxwella. Ale można też skorzystać z prostszej zasady zwanej zasadą Fermata.

Można ją wyrazić jako stwierdzenie, że promień świetlny , który biegnie z jednego punktu do drugiego wybiera taką drogę , która zabiera minimum albo maksimum czasu w porównaniu z innymi drogami.

Omówione powyżej prawa stosują się nie tylko do fal płaskich i płaskich powierzchni, ale także do fal kulistych. , a także kulistych powierzchni odbijających i załamujących.

Dzięki zjawisku odbicia światła można obserwować obrazy przedmiotów przy pomocy zwierciadeł.

W zależności od kształtu wyróżnia się: zwierciadła płaskie oraz kuliste. Z kolei zwierciadła kuliste można jeszcze podzielić na wklęsłe oraz wypukłe.

Jak sama nazwa wskazuje zwierciadła płaskie stanowią płaską powierzchnie odbijającą. Obraz, który powstaje jest obrazem pozornym, oznacza to, że jego położenie znajduje się poza zwierciadłem. Przedmiot odbity i obraz tego przedmiotu znajdują się w takiej samej odległości od zwierciadła i mają takie same rozmiary. Następuje tylko odwrócenie stron. I tak strona lewa przedmiotu staje się stroną prawą obrazu i odwrotnie.

Wykorzystując zwierciadła kuliste można uzyskać zarówno obraz pozorny jak i rzeczywisty. Zależność położenia obrazu i przedmiotu ilustruje poniższe równanie:

Gdzie x oznacza odległość przedmiotu od zwierciadła, y to odległość obrazu, natomiast r to promień krzywizny zwierciadła.

Następnie warto zająć się zjawiskami , w których ujawnia się falowa natura światła. Można zaobserwować mianowicie, że światło padając na szczelinę ulega ugięciu. Po przejściu fali przez szczelinę nie można już wydzielić pojedynczych promieni jakie były potrzebne do opisu prawa odbicia i załamania. Ugięcie na przeszkodzie jest zjawiskiem charakterystycznym dla wszystkich fal, nie tylko świetlnych. Po ugięciu wszystkie punkty czoła fali stają się źródłami nowych fal. Mówi o tym zasada Huygensa, sformułowana jeszcze w siedemnastym wieku.

Zjawisko ugięcia fali to inaczej dyfrakcja. Dotyczy fal, które przechodzą w pobliżu szczelin o rozmiarach mniejszych bądź porównywalnych z długością fali. Zjawisko dyfrakcji występuje dla każdego typu ruchu falowego, począwszy od optyki a skończywszy na rozpraszaniu cząstek elementarnych.

Po przejściu przez szczelinę powstałe nowe fale interferują ze sobą czyli nakładają się. Zjawisko interferencji to sposób oddziaływania dwóch lub większej liczby ciągów falowych. Jeżeli założy się najprostszy przypadek czyli obecność dwóch tylko szczelin oraz spójność nakładających się fal świetlnych to na ekranie można będzie obserwować wyraźny obraz interferencyjny składający się najlepiej prążków jasnych i ciemnych. Skąd biorą się owe prążki? Mianowicie jeśli nałożeniu ulegną dwie fale o równych częstotliwościach i amplitudach, ale o fazach różniących się o  to okaże się, że dla różnicy faz =0 fale są zgodne w fazie i wzmacniają się maksymalnie. Amplituda jest w tych miejscach równa podwojonej amplitudzie fali pojedynczej. Daje to prążki jasne.

Natomiast jeśli różnica faz będzie równa 180 stopni to nakładające się fale będą przeciwne w fazie i będą się wygaszać. Stąd bierze się obecność na ekranie prążków ciemnych.

Po raz pierwszy zjawisko interferencji obserwował w swoim doświadczeniu Young w roku 1801. Był to pierwszy dowód na falowa naturę światła.

Na koniec wyjaśnienie. Mianowicie jeśli szerokość szczeliny jest duża w stosunku do długości fali to zjawisko ugięcia można zaniedbać. Dzięki temu można założyć wtedy, że światło porusza się po liniach prostych, czyli w postaci promieni, które podporządkowują się prawom odbicia i załamania. Jest to tzw. optyka geometryczna.

Natomiast jeśli rozmiar szczeliny jest porównywalny z długością fali to ugięcie ma bardzo duże znaczenie i wtedy stosuje się optykę falową.