Для многих практических целей можно считать, что свет действительно распространяется прямолинейно. То же самое относится и к звуковым волнам, и к радиосигналам, и к волнам на поверхности воды, и к любым другим видам волновых движений, если только длина волны мала по сравнению с любыми ограничениями поперечных размеров пучка (λ << а). В таких условиях приближенно можно считать, что волны распространяются вдоль траектории, перпендикулярной к волновому фронту. Эти траектории по определению называются лучами. Хотя луч представляет собой математическую линию, всем нам доводилось видеть световые пучки, которые дают приближенное представление о лучах. Например, пучок света от проекционного фонаря, пробивающийся сквозь запыленный воздух аудитории, очерчен лучами. Иногда мы видим солнечные «лучи», выходящие из просвета в облаках или из узкой щели в неплотно закрытой двери.

Вместо того чтобы иметь дело с отражением, преломлением или дифракцией волновых фронтов, часто бывает легче вводить в рассмотрение лучи, перпендикулярные к волновым фронтам. Такое приближение называется геометрической, (лучевой) оптикой в противоположность полному волновому рассмотрению, называемому физической оптикой. Законы и правила, которые мы изучим, можно применять к любому виду волнового движения. Однако большинство примеров мы позаимствуем из оптики, поскольку приближение λ << а  применимо к многочисленным и часто встречающимся ситуациям в случае видимого света.

Объяснение большинства явлений, с которыми предстоит познакомиться в этой главе, опирается на простые законы, описывающие отражение и преломление лучей. При этом все же могут возникнуть трудности, поскольку зеркала и линзы, осуществляющие отражения и преломления, могут иметь самые разнообразные формы. С их помощью лучи можно направлять из одного места в другое, чтобы создавать изображения разных типов.
Оптические приборы, используемые в повседневной жизни и в научных исследованиях, представляют собой комбинации из линз и зеркал. Изучая поведение лучей, мы изучим также устройство человеческого глаза, фотоаппарата, гигантских телескопов, заглядывающих в глубины Вселенной.

Автор Кл. Э. Суорц “Необыкновенная физика обыкновенных явлений”