平整镜面形成具有规律方向的镜面反射，光导纤维利用相应光学结构传递光信号，不透明物体能够阻挡部分入射光线

全反射要求入射角超过相应的临界角。光纤中的导光原理可以用全反射近似理解。海市蜃楼与空气折射率的空间变化有关。水中物体看起来变浅主要源于光的折射。棱镜能改变光路并使不同颜色发生分离。色散意味着折射率随光的频率发生变化。白光并不是一种具有单一频率的光。透镜通过折射改变光束会聚或发散状态。

平面镜中的像属于不能直接承接的虚像。虚像对应反向延长光线的表观交点。实像由实际光线会聚或近似会聚形成。凸面镜能在较大视野内形成缩小的虚像。凹面镜成像性质取决于物距与焦距关系。折射发生于光在不同传播介质之间通过时。斯涅尔定律联系折射率与入射折射角度。光垂直入射界面时可以改变速度而不偏折。光从高折射率介质进入低折射率介质可能全反射。

凸透镜在空气中通常具有会聚平行光的作用。凹透镜在空气中通常使平行光束发散。透镜焦距受表面曲率和材料折射率影响。薄透镜公式依赖近轴光线等近似条件。放大率描述像尺寸与物体尺寸之间的关系。放大镜利用凸透镜形成放大的正立虚像。照相机通常利用透镜在感光面形成实像。相机光圈大小影响进光量和景深范围。景深表示物体前后看起来相对清晰的距离范围。