幾何光学
幾何光学の三法則(直進、反射、屈折)は、「光は最短時間で進むことができる軌道をとる」という、フェルマーの原理に集約される。
後に、
光を波動として考える波動光学
粒子と波動の二重性をもつ量子光学
と発展していく。幾何光学と波動光学を併せて古典光学と呼び、量子光学と区別する。
幾何光学の完成は、波動光学の創始より遅れて、ハミルトンのアイコナール方程式を待たねばならない。
幾何光学は、光の波長が十分短い場合の極限として表すことができる。このとき等位相面が波面であり、等位相面の法線をつないだものが光線である。