Волновая теория основывается на принципе Гюйгенса: каждая точка, до которой доходит волна, служит центром
вторичных волн, а огибающая этих волн дает положение волнового фронта в следующий
момент времени. Напомним, что волновым фронтом называется геометрическое место
точек, до которых доходят колебания к моменту времени t. Принцип Гюйгенса
позволяет анализировать распространение света и вывести законы отражения и
преломления.
Выведем законы отражения
и преломления света, исходя из принципа Гюйгенса. Пусть на границу раздела
двух сред падает плоская волна (фронт волны — плоскость АВ), распространяющаяся
вдоль направления I (рис. 3.1). Когда фронт волны достигнет отражающей поверхности
в точке А, эта точка начнет излучать вторичную волну. Для прохождения волной
расстояния ВС требуется время
. За это же время фронт вторичной волны достигнет точек
полусферы радиус AD которой равен 
. Положение фронта отраженной волны в этот момент времени
в соответствии с принципом Гюйгенса задается плоскостью DC, а направление
распространения этой волны — лучом II.. Из равенства треугольников А ВС и
ADC вытекает закон отражения: угол отражения 
равен углу падения
.
Для вывода закона преломления
предположим, что плоская волна (фронт волны — плоскость АВ), распространяющаяся
в вакууме вдоль направления I со скоростью света c, падает на границу раздела
со средой, в которой скорость ее распространения равна v (рис. 3.2). Пусть
время прохождения волной пути ВС равно
. Тогда
. За это же время фронт волны, возбуждаемый точкой А в
среде со скоростью t>, достигнет точек полусферы, радиус которой 
. Положение фронта преломленной волны
в этот момент времени в соответствии с принципом Гюйгенса задается плоскостью
DC, а направление ее распространения — лучом III. Из рис. 3.3 следует, что
т. е.
,
откуда
. (3.2)
Сравнивая выражения (3.2) и (3.1), видим, что волновая теория приводит к выводу, отличному от вывода теории Ньютона. По теории Гюйгенса, v<c, т. е. скорость распространения света в среде должна быть всегда меньше скорости его распространения в вакууме.