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In der geometrischen Optik wird das Licht als aus Strahlen zusammengesetzt betrachtet. Eine Lichtquelle sendet Lichtstrahlen aus, welche dann reflektiert, gebrochen oder aufgespalten werden.
Die Strahlenoptik bildet die Grundlage für die Berechnung der Abbildungseigenschaften von Linsen und optischen Geräten wie Mikroskopen und Teleskopen. Auch das Raytracing-Verfahren in der Computergrafik beruht auf der geometrischen Optik.
Effekte, die von der geometrischen Optik nicht beschrieben werden können, sind insbesondere Beugung (die die maximale Auflösung optischer Instrumente bestimmt) und Interferenz.