Sans soulever de questions – aux réponses décidément trop alambiquées – concernant la véritable nature physique de la lumière, l’optique géométrique se préoccupe seulement des trajets qu’elle est susceptible de suivre depuis une source qui l’émet jusqu’à un récepteur qui en recueille le message, en traversant divers milieux ou instruments s’intercalant sur son chemin.
Sachons bien au demeurant que la lumière se propage dans le vide. C’est Albert Einstein qui l’affirma le premier (1905), clairement et sans ambages, mettant fin de la sorte au règne jusqu’alors incontesté et sans partage, long de deux millénaires et plus, de l’« éther luminifère », et battant en brèche le célèbre aphorisme d’Aristote : « Si le vide existait, nous ne nous verrions plus. » Mais certains milieux matériels – ceux que l’on qualifie de « transparents » – se laissent eux aussi franchir par la lumière : air, eau – mais pas jusqu’aux grandes profondeurs –, verre, certaines « matières plastiques », certains cristaux tel le quartz… Sont par opposition dits « opaques » les matériaux qui refusent le passage à la lumière.
Le premier postulat sur quoi repose l’optique géométrique est connu comme le « principe de propagation rectiligne » : dans un milieu transparent, homogène et isotrope, la lumière se propage en ligne droite (homogène : mêmes propriétés en tout point ; isotrope : mêmes propriétés dans toutes les directions).
Vient ensuite le « principe du retour inverse » : si la lumière issue d’une source ponctuell…