Optika je nauka o světle. Ve vakuu a ve stejnorodém prostředí se světlo šíří přímočaře. Velikost rychlosti světla ve vakuu c = 299 792 458 m.s ^-1, v jiných prostředích závisí rychlost světla na vlastnostech prostředí a na frekvenci světla, přičemž platí v < c (velikost rychlosti světla ve vzduchu je přibližně 3.10⁸m.s ^-1).

Na rozhraní dvou optických prostředí, např. vzduch - voda, nastává odrraz a lom světla. Část světla se pohltí v prostředích. Při odrazu světla zůstává odražený paprsek v rovině dopadu a úhel odrazu ' se rovná úhlu dopadu ; ' = (zákon odrazu). Úhel dopadu (odrazu ') je úhel, který svírá dopadající (odražený) paprsek s kolmicí dopadu vztyčenou v místě dopadu světelného paprsku na rozhraní dvou optických prostředí. Rovina dopadu je určena dopadajícím paprskem a kolmicí dopadu.

Při lomu světla prochází lomený paprsek optickým rozhraním do jiného optického prostředí. Lomený paprsek zůstává v rovině dopadu a pro úhel dopadu světla a úhel lomu ß platí vztah (sin ).(sin ß) ^-1 = konst. (zákon lomu). Absolutní index lomu n (index lomu) udává, kolikrát je rychlost světla v v látce menší než rychlost světla c ve vakuu: n = c.v ^-1. Index lomu je veličina s rozměrem 1. index lomu vakua nyvakuumy = 1, index lomu vzduchu nxvzduch = 1,000 292. Jestliže světlo prochází z prostředí 1 o indexu lomu n₁ do prostředí 2 o indexu lomu n₂, můžeme zákonlomu vyjádřit ve tvaru

(sin ).(sin ß) ^-1 = v₁.v₂ = n₂.n₁ ^-1 nebo n₁sin = n₂sin ß.

Dopadá-li světelný paprsek na optické rozhraní kolmo, je úhel dopadu = 0, tedy také úhel lomu ß = 0 a paprsek postupuje v témž směru, ve kterém dopadl na rozhraní. Jestliže světelný paprsek dopadá na optické rozhraní šikmo, nastane lom ke kolmici, vstupuje-li paprsek do prostředí opticky hustšího (n₂ > n₁). Při lomu světla z prostředí opticky hustšího (např. skla) do prostředí opticky řidšího (např. vzduchu) nastává lom od kolmice a platí n₁ > n₂, ß > . Úhel dopadu _m, při kterém je úhel lomu ß = 90°, se nazývá mezní úhel. Je-li na rozhraní úhel dopadu > _m, světlo se do opticky řidšího prostředí neláme, na rozhraní nastává úplný odraz. Podle zákona lomu platí n₁sin _m = n₂sin 90°; je-li opticky řidším prostředím vzduch (n₂ = 1), platí pro mezní úhel sin _m = n₁ ^-1. Na tomto principu jsou založeny refraktometry, přístroje pro měření lomu kapalných a pevných látek.