Un chemin le long duquel l'énergie lumineuse se déplace, souvent utilisé en optique géométrique pour modéliser la propagation.Un rayon lumineux est un modèle idéalisé de la propagation de la lumière qui la traite comme une ligne droite le long de laquelle l'énergie se déplace. Ce concept est à la base de l'optique géométrique, où la nature ondulatoire de la lumière est ignorée au profit d'une description plus simple fondée sur les rayons. Les rayons lumineux servent à expliquer la réflexion, la réfraction et la formation des images dans les lentilles et les miroirs.
Le concept de rayon lumineux remonte aux philosophes de la Grèce antique, mais il a été formalisé par Euclide dans son ouvrage « Optique » vers 300 avant notre ère. L'approche moderne du tracé de rayons a été développée par Alhazen au XIe siècle, puis affinée par Kepler et Descartes.
En optique géométrique, un rayon lumineux est défini comme le chemin perpendiculaire aux surfaces d'onde d'une onde lumineuse. La direction d'un rayon change lorsque la lumière passe d'un milieu à un autre, suivant la loi de Snell pour la réfraction et la loi de la réflexion. Le modèle des rayons fonctionne bien lorsque la longueur d'onde de la lumière est beaucoup plus petite que les objets avec lesquels elle interagit, de sorte que les effets de diffraction sont négligeables. Les rayons sont tracés depuis une source à travers les éléments optiques pour déterminer où se forment les images.
Les rayons lumineux sont utilisés dans la conception d'instruments optiques tels que les appareils photo, les télescopes, les microscopes et les lunettes, ainsi que dans l'infographie pour le rendu de scènes réalistes.
Bien que les rayons lumineux soient un modèle utile, ils ne sont pas des entités physiques ; la lumière se propage en réalité comme une onde, et le rayon n'est qu'une commodité mathématique qui fonctionne dans la limite des longueurs d'onde très courtes.
