公元二世紀希臘人托勒密（Claudius Ptolemy,公元70-147）研究了折射現(xiàn)象,寫了《光學》一書.書中記載了他通過實驗測定的光由空氣進入水中時,對應于不同的入射角所產生的折射角.根據他做的實驗,托勒密認為折射角入射角成正比.雖然結論并不正確,但他是第一個用實驗定量的研究折射現(xiàn)象的人.
隨后有荷蘭人斯涅耳（Willibrord Snell,1591-1626）和法國人笛卡耳（Rene Descartes,1596-1650）對折射現(xiàn)象進行更為精細的定量的實驗研究,分別發(fā)現(xiàn)了具有現(xiàn)代形式的光的折射定律.
對物理現(xiàn)象進行精確的定量研究,才使之發(fā)展成為一門實驗科學,隨后將數(shù)學引進來,使之進一步理論化,使物理學具有了今天的面目.
光的折射定律和光的反射定律為幾何光學奠定了基礎.為了擴大人的觀察能力,荷蘭人李普賽制作了第一架望遠鏡,后經意大利人伽利略的研究,千方百計增加它的放大倍數(shù),創(chuàng)制了用凸透鏡作物鏡,用凹透鏡做目鏡的伽里略望遠鏡.他的不朽的功勛之一是第一個把望遠鏡指向天空,當時的目的是為了證實哥白尼的日心說.他得到了比預期更好的效果,發(fā)現(xiàn)了大量用肉眼看不見的新星；證明了銀河是由大量極小的星星匯集而成；發(fā)現(xiàn)了月球上存在山和凹地,并于1610年用放大率為30倍的望遠鏡觀察到木星的四個衛(wèi)星,它們好像月亮繞地球轉動一樣繞木星轉動.這些觀察到的事實,就完全證實了哥白尼學說的正確性.