光在同一种均匀介质里是沿直线传播的，但如果光是从一种介质射入另一种介质时，光的直线传播的性质将会被破坏。例如，光在空气里是沿直线传播的，但如果光是从空气射向水，那么在空气与水的分界面上将会发生光的反射现象，一部分光将会被反射回空气中。法国的费玛发现光在介质中能循着在最短时间内通过的路线来传播，这叫作费玛原理。当光线进入不同的介质中，此定理仍然成立。光线在同一种介质中以直线行进所需的时间最短，因此光以直线来传播。
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