Fale elektromagnetyczne wychodzące ze źródła poruszają się po
liniach prostych. Te linie proste wychodzące ze źródła są nazywane promieniami.

O promieniach światła można myśleć jako o wąskich wiązkach
światła podobnych do wytwarzanych przez lasery. W próżni światło porusza się
ruchem jednostajnym prostoliniowym z prędkością 300 000 kilometrów na sekundę.
Światło porusza się jednak wolniej w innych ośrodkach, takich jako powietrze,
woda i szkło. Gdy promień światła, nazywany promieniem padającym, przekracza
granicę dwóch ośrodków, pewna część energii światła przenoszonej przez promień
zostaje odbita. Dlatego możemy przeglądać się w lustrze. Światło, które zostało
odbite, jest nazywane promieniem odbitym.
Energia światła w promieniu
padającym, która nie została odbita, wniknie w szkło. Promień wchodzący
zostanie odchylony o pewien kąt od pierwotnej ścieżki. Ten promień jest
nazywany promieniem załamanym. To, w jakim stopniu promień padający zostanie
załamany, zależy od kąta, pod jakim promień pada na powierzchnię szkła, i od
stosunku prędkości, z jakimi światło porusza się w tych dwóch ośrodkach.
Załamanie promienia świetlnego na granicy dwóch substancji stanowi powód,
dla którego promień światła jest w stanie podróżować poprzez światłowód, nawet
jeśli światłowód zostanie wygięty w pętlę.
Gęstość optyczna szkła
wpływa na stopień załamania promienia światła w szkle. Gęstość optyczna
określa, jak bardzo promień światła zmniejsza szybkość przy przechodzeniu przez
daną substancję. Im większa jest gęstość optyczna materiału, tym bardziej
światło zwalnia w porównaniu z prędkością w próżni. Stosunek szybkości światła
w próżni do szybkości światła w ośrodku jest nazywany współczynnikiem
załamania (IR). Stąd też miarą gęstości optycznej ośrodka jest
współczynnik załamania tego ośrodka. Ośrodek o dużym współczynniku załamania
jest gęstszy optycznie i bardziej spowalnia światło niż ośrodek o mniejszym
współczynniku załamania.

W przypadku substancji takiej jak szkło, współczynnik załamania
(gęstość optyczna) może zostać zwiększony poprzez dodanie do szkła związków
chemicznych. Poprzez oczyszczenie szkła można zmniejszyć współczynnik
załamania. Kolejne lekcje dostarczą dalszych informacji na temat odbicia i
załamania oraz ich związku z konstrukcją i działaniem światłowodu.