Tepelné záření ve formě elektromagnetických vln respektuje velmi jednoduché zákony geometrické optiky.
Dopadá-li na těleso zářivý tok , potom se jeho část pohltí, část odrazí a část tělesem pronikne. Podle zákona o zachování energie musí platit:
Dělíme-li všechny členy , dostaneme:
kde
je součinitel pohltivosti (absorptance)
je součinitel odrazivosti (reflektance)
je součinitel propustnosti (transmitance).
Platí tedy:
Při dopadu paprsku na rovinné rozhraní dvou opticky různých prostředí (s rozdílným indexem lomu), dochází k částečnému odrazu a částečnému lomu, nebo totálnímu odrazu.
Odraz je jev, při kterém dopadající paprsek opouští plochu dopadu bez změny své frekvence. Při odrazu z ideálně hladkého povrchu platí zákon odrazu:
Když paprsek prochází z jednoho média do druhého, pro úhel lomu platí zákon lomu, který vyjadřuje Snellův zákon.
kde
Abychom mohli vyhodnotit jak velká část paprsku byla odražena a jaká lomena, použijeme Fresnelovy rovnice, které počítají energetické poměry odražených a lámaných paprsků na rovinném rozhraní dvou neabsorbujících, homogenních, izotropních, lineárních, nemagnetických dielektrik s indexy lomu n1 a n2.
Pro odrazivost vlny paralelně polarizované na rovinu dopadu platí
Pro propustnost platí
Pro odrazivost vlny kolmo polarizované na rovinu dopadu platí
Součinitel odrazivosti je možno uvažovat aritmetický průměr součinitel odrazivosti pro paralelně a kolmo polarizované paprsky