Световые лучи в прозрачной среде распространяются прямо из-за принципа наименьшего времени (принцип Ферма). 1 Согласно ему, распространение света из одной точки к другой происходит по такому пути, прохождение которого требует минимального времени по сравнению с любыми другими путями между этими точками. 1

Прямая линия является кратчайшим путём между двумя точками, поэтому луч света, который распространяется по прямой, затратит наименьшее время при распространении в прозрачной, оптически однородной среде. 1

Таким образом, закон прямолинейного распространения света означает, что в прозрачной однородной среде луч света ведёт себя подобно геометрическому лучу. 1

Примеры прозрачных и оптически однородных сред: равномерно прогретый воздух, чистая вода, стекло без примесей. 3