光波通過透鏡或在樣品上反射常導致波陣面的推遲——它決定了光的相位。

光除了波動性外還具有明顯的粒子性。光的波動和粒子兩方面相互并存的性質(zhì)稱為光的波粒二相性。

具有單一頻率的光稱為單色光。光源中一個分子在某一瞬時所發(fā)出的光具有特定的頻率，原本是單色性的。但是，光源中有大量分子或原子，所發(fā)出的光具有各種不同頻率，這種由各種頻率復合起來的光稱為復色光（如太陽光、白熾燈光等）。但復色光通過三棱鏡時，由于各種頻率的光在玻璃中的傳播速度各不相同，折射率也不同，致使復色光中各種不同頻率的光將按不同的折射角分開，成為一個色散的光譜，像彩虹一樣按照波長（頻率）排列分布。

根據(jù)光具有波動性和粒子性的特點，可以分別用物理光學和幾何光學兩部分理論來描述光的特性和傳播方式。在顯微鏡中幾何光學應用較多，從簡單的棱鏡、透鏡等零部件到多功能的大型金相顯微鏡，整體都是根據(jù)幾何光學定律設計的。

在折射時，入射角θ1的正弦和折射角θ2的正弦之比等于光在兩種介質(zhì)中傳播速度之比（參見圖5-4）。

sinθ₁/sinθ₂=  V₁/V₂（5-4）

式中：V₁、V ₂為光在兩種介質(zhì)中的傳播速度。

由式（5-4）可得出：

V₂sinθ₁= V₁sinθ₂（5-5）

從而可得出這樣的結論：光線從光疏介質(zhì)（V_快）進入光密介質(zhì)（V_慢）時，折射角小于入射角；反之，光線從光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)時，折射角大于入射角。

光線在同一介質(zhì)中的傳播速度是個定值。因此，對于給定的兩種介質(zhì)來說，入射角θ₁的正弦和折射角θ₂的正弦之比總是一個常數(shù)。用n21表示：

n21 = sinθ₁/sinθ₂（5-6）

常數(shù)n21稱做光線從第一種介質(zhì)射入第二種介質(zhì)時的折射率。

結合（5-4）式即得：

n21= sinθ₁/sinθ₂= V₁/V ₂（5-7）

如果光線是從真空入射到某種介質(zhì)里，它在真空里的傳播速度用C表示，在介質(zhì)里的傳播速度用V表示，根據(jù)（5-7）式

n = sinθ₁/sinθ₂=  C/V2（5-8）

光線從真空入射到某種介質(zhì)里的折射率n，叫做該介質(zhì)的絕對折射率，簡稱為該介質(zhì)的折射率。

光在空氣里的傳播速度比在真空里的傳播速度C略小一點（相差甚少），所以可看成是相等的，即空氣折射率近似等于1,因此常把光線從空氣射入某種介質(zhì)的折射率當作這一介質(zhì)的折射率。

n₁=  C/V₁ ；n₂=  C/V₂

代入式n21 = sinθ₁/sinθ₂= n₂/ n₁

當光線從光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)時,根據(jù)公式（5-9）：sinθ₁/sinθ₂= n₂/ n₁  即：n₁＞n₂；當折射角θ₂ = 90°時，sinθ₂= 1；如果繼續(xù)增大入射角θ₁，光線就不產(chǎn)生折射現(xiàn)象，而全部反射回光密介質(zhì)中，這就是全反射現(xiàn)象。剛開始發(fā)生全反射現(xiàn)象的入射角就稱之為“臨界角"，用θ_c表示