Grunnleggende brytningslover

1. Den innfallende strålen, den reflekterte strålen og det normale til overflaten er i samme plan.
2. Banen til en refraktert stråle ved grensesnittet til to medier er nøyaktig reversibel.
Flat speil: Reflekterende og polert flat overflate.

Sfærisk speil: Polert overflate som kan betraktes som en del av en reflekterende kule. Sfæriske speil kan være:
1. Konkave eller konvergerende (hvis det indre av den sfæriske overflaten er reflekterende).
2. Konveks eller divergerende (hvis utsiden av overflaten er reflekterende).
Speilligning: (Gjelder både konkave og konvekse).
1 / p + 1 / q = 1 / f hvor f = R / 2
hvor: p = avstand fra objektet
q = bildeavstand
f = brennvidde
R = krumningsradius

Flate speil danner oppreiste bilder av samme størrelse på objektet og i samme avstand bak den reflekterende overflaten enn objektet er plassert foran flate.
Bildene er virtuelle (de kan ikke tas på en skjerm). Bildene dannet av sfæriske speil kan være større, mindre eller av samme størrelse som gjenstandene.
Forstørrelse / (speilens side) = bildestørrelse / objektstørrelse = q / s

hvor: q = avstand til bildet
p = avstand til objektet

p (+) hvis objektet er foran speilet
q (+) hvis bildet er ekte (det er foran speilet)
q (-) hvis bildet er virtuelt (bak speilet)

R og f er (+) for konkave speil og (-) for konvekse.

Linse: Gjennomsiktig gjenstand vanligvis laget av glass som endrer formen på en bølgefront som passerer gjennom den. Brytbart lys danner bilder som er analoge med speil. Objektiver kan være:
til) Konvergent: Trekker seg tilbake og konvergerer parallelt lys i et fokuspunkt utenfor linsen. De er tykkere i midten enn i kantene.
b) Avvikende: Bryter og divergerer parallelt lys fra et punkt som ligger foran linsen. Kantene er tykkere enn midtpartiet.
Brennvidden f, til en linse er avstanden fra det optiske sentrum av linsen til en eller annen av dens fokus.
Ved likningen av linsene (identisk med ligningen til speilene), bestemmes egenskapene, størrelsen og plasseringen av bildene).
Spredning: Separasjon av lys i bølgelengdene som komponerer det.
Høyre prismer bruker prinsippet om total intern refleksjon for å avbøye lysveien.
Polarisering: Prosess der de tverrgående svingningene av en bølgebevegelse er begrenset til et definert mønster. Polarisering er et kjennetegn ved skjærbølger. En langsgående bølge kan ikke polariseres.
Diffraksjon: Bølger evne til å avbøye eller endre retning rundt hindringer i deres vei.
Dualitet av lys: Det moderne synspunktet forteller oss at lys i sin forplantning oppfører seg som en bølge, mens det er korpuskulært i naturen når det samhandler med materie. Det vil si at en foton oppfører seg som en bølge når den formerer seg og som en partikkel når den samhandler med materie.