En los medio homogéneos, transparentes e isótropos la luz viaja en linea recta.

El principio de propagación rectilínea

Observando el comportamiento de la luz, es posible llegar a algunos principios para su comportamiento:

El principio de independencia
Nos dice que cuando los rayos de luz se cruzan, cada uno de ellos sigue su camino como si el otro no existiera.
El principio de reversibilidad
Se dice que el camino seguido por un rayo de luz no cambia si el sentido de la propagación se invierte.
El principio de Fermat
Se dice que la trayectoria de la luz, al viajar de un punto para otro, es tal que el tiempo de viaje es mínimo. Esto es válido para medios homogéneos, en este caso el tiempo para pasar por el camino es mínimo y la longitud de los rayos también. En el caso de que la luz pase sucesivamente a través de muchos medios diferentes, su trayectoria, en cada medio será rectilínea, por lo que el camino recorrido sea el de menor duración.

Consecuencias de la propagación de la luz rectilíneo

Ángulo Visual (diámetro aparente)
Es el ángulo en el que el espectador ve un objeto. Depende del tamaño del objeto y su distancia desde el ojo del globo espectador.
Límite de la agudeza visual
Es el ángulo visual más pequeño necesario para un observador para distinguir puntos de un objeto. Aproximadamente, este valor corresponde a \(0.0003\ rad\) o un minuto \((1')\) .
Cámara oscura de orificio
Es una caja con paredes opacas y tener un pequeño agujero en una de sus caras. El uso de este dispositivo puede servir, entre otras cosas, para determinar la distancia de una fuente a la caja, véase la ilustración siguiente.
Ilustración de una caja oscura. En 1) tenemos un objeto (hombre), donde los rayos de luz salen y pasan a través de un agujero en la posición 2), formando una imagen en la posición 3).

La luna

Eclipse de luna
Cuando la Tierra se interpone entre el Sol y la Luna bloqueando la visión de su satélite, digamos que ocurre eclipse lunar. El eclipse puede ser total o parcial.
En la figura, \(a)\) es la penumbra y \(b)\) la sombra generada por la Tierra.
Eclipse solar
Cuando la luna se interpone entre el sol y la tierra, evitando los rayos del sol en su totalidad o en parte llegan a ciertas regiones de la superficie de la Tierra, se dice que se produce el eclipse solar. El eclipse puede ser total, parcial o anular.
En la figura, \(a)\) es la penumbra y \(b)\) la sombra generada por la luna.
Eclipse anular
Cuando el cono de sombra de la luna no es suficiente para llegar a la Tierra, se produce el llamado eclipse anular. Este eclipse es visto por un observador situado en el cono de penumbra luna, ve el sol en forma de un anillo luminoso.
Fases de la luna
Debido a la formación de la sombra de la misma luna, tornando visible apenas parte de su superficie, es que podemos distingir lo que llamamos fases de la luna. Cada 27.3 días ella completa un ciclo formado por la siguiente secuencia de fases: luna nueva, cuarto creciente, luna llena y menguante.
Ilustración de las fases de la luna. Las fases son: \(a)\) cuarto menguante, \(b)\) luna llena, \(c)\) cuarto creciente y \(d)\) luna nueva. Cada fase dura alrededor de 7 días.