光从折射率为n1的均匀媒质入射到折射率为n2的均匀媒质的分界平面上时，将产生光线的反射和折射现象。设i1和i′1分别为入射光线和反射光线相对于平面法线的夹角即入射角和反射角，i2为折射光线和法线的夹角即折射角。大量实验证明：

（1）入射光线、反射光线和折射光线都在入射面内（入射光线和界面法线构成的平面）。

（2）反射角的大小与入射角相等，即：

（3）入射角正弦与折射角正弦的比值与入射角大小无关，是一个与媒质和光的波长有关的常数。

该比例常数n12称为第二媒质相对第一媒质的折射率，这一定律也称为折射定律（Snell定律）。

任何媒质相对于真空的折射率，称为该种媒质的绝对折射率，简称折射率。折射率大的媒质称为光密媒质，折射率小的媒质称为光疏媒质。此外，两种媒质相对折射率等于它们折射率之比。

因此，式（1．2）可以写成媒质绝对折射率的形式，如式（1．5）所示，折射定律可以描述为：光线在界面上发生折射时，光线所在介质的折射率与光线和法线夹角的正弦的乘积保持不变。

几种常见透明媒质在波长λ＝5893处的折射率值如表1－1所示。

应当指出：作为实验规律的总结，几何光学的三大定律的成立是有条件的。它只有在空间障碍物以及反射和折射界面的尺寸远大于光波长的情况下（即衍射效应可以忽略）才成立。另外，介质必须是各向同性和均匀，以及光强不是很大（即非线性效应可以忽略）。尽管如此，在很多情况下用它们来设计光学仪器，还是足够精确的。