初中物理光学部分有所谓反射定律和折射定律。光的反射定律为：反射光线位于入射光线和界面法线所决定的平面内；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角 。光的折射定律为：折射光线位于入射光线和界面法线所决定的平面内；折射光线和入射光线分别在法线的两侧；入射角的正弦和折射角的正弦的比值，对折射率一定的两种媒质来说是一个常数，即相对折射率。

用反射定律和折射定律可以判断光的反射和折射方向。至于为什么反射角和入射角、折射角和入射角有这样的关系，如果同意将光作为波看待，可以用惠更斯原理加以证明。

转载网上资料如下：

https://weibo.cn/sinaurl?u=http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU0NjM3NDA3Ng==&mid=2247486422&idx=1&sn=ea1e425ee1c7d0cc1f891b6302cd473f&chksm=fb5fe305cc286a133e72f75a057055f89c45fba9d9f214f30e0d5f11df3f0033748636e9af55#rd

历史上，为了解释光的反射、折射和衍射现象，惠更斯提出了一个思想，后人称之为惠更斯原理（Huygens principle），内容大致如下：

在上图中，我们以点波源为例来说明惠更斯原理。S为波源，某时刻波前为红色圆弧（即时此波刚好传到红色圆弧位置），那么，红色圆弧上的每一点都可以看成子波源（当然，图中只画出四个点举例），它们也将分别形成球面波，再经一段时间，各个子波源的波前为绿色圆弧，这些圆弧（实际上还有无数个这样的绿色圆弧）的包络面为粉红色的圆弧，它就是波源S发出的球面波在这一时刻的波前。

实际上，对于机械波，惠更斯原理同样适用，由此可以得到机械波的反射、折射和衍射规律。

波从一种介质进入另一种介质时，在两介质的交界面处会发生反射（reflection）和折射（refraction）现象。反射现象指的是一部分波在原介质中返回，折射现象指的是一部分波进入另一介质，其方向将发生偏折。

反射规律为：反射线、法线与入射线在同一平面内，反射线与入射线分居法线两侧，反射角等于入射角。

现在根据惠更斯原理简单说一下反射角与入射角的关系，如下图： 

折射规律为：折射线、法线与入射线在同一平面内，折射线与入射线分居法线两侧，入射角的正弦与折射角的正弦成正比。

现在根据惠更斯原理简单说一下折射角与入射角的关系，如下图：

比值n12为波在两介质中的波速比。因波速取决于介质，那么对于特定的两种介质来说，这个比值为常数，这样就得到了入射角的正弦与折射角的正弦成正比的结论。这个比值n12叫做介质2对介质1的相对折射率。 

https://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404693529111953442

费马原理（Fermat principle）

光线沿光程为平稳值的路径传播。

这称为费马原理（Fermat principle），最早由法国业余数学家费马（Pierre de Fermat）于1662年给出，当然，上面这句精炼的表述是经后人改造的。

费马原理的数学表述为：

其实，假如作以类比，力学中物体的运动规律，在特定的受力环境下，也会沿着某一特定轨迹移动。能不能把上述费马原理的思想借鉴过来，从这个角度去处理物体的机械运动规律呢？

现在，假如光的传播空间为均匀各向同性介质（后续内容中如无特殊强，凡同种介质均指如此），那么，它的折射率为一常数，相当于在（1）式中，有

显然在欧氏空间中，当连接A、B两点间的路径取直线段时会得到路径的极小值。这样我们就得到了几何光学中的第一个实验定律：光的直线传播定律。

当光在两种介质的交界处发生反射时，通过费马原理也很容易得到光的反射定律。因为光线由介质1射向介质2却在交界处返回介质1，相当于在同种介质中传播。由光的直线传播定律结合几何规律，就可以得到光的反射定律：反射光线、法线和入射光线在同一平面内，反射光线与入射光线分别位于法线两侧，反射角等于入射角。

当光从介质1射入介质2时，会发生折射现象，现在用费马原理推导折射定律。假设光线从介质1中的A点出发，到达介质2中的B点，相应的几何量和物理量已在下图中标出。

光的直线传播定律、光的反射定律和光的折射定律是几何光学中的三个基本的实验定律，最初都是从实验中得到的。有了惠更斯原理以后，我们可以从几何上导出这三个定律。现在，借助于费马原理，我们又从一个新的角度得到了它们。不同的角度，对物理规律的认识是逐渐深入的。显然，费马原理比起三个原始的实验定律，具有更好的概括性，通俗地说：思想境界更高。

全文结束。