در يك محيط شفاف، نور به خط راست منتشر مي‌شود. بنابراين هر پرتو نور را با يك خط راست و پيكاني بر روي آن، كه جهت انتشار نور را مشخص مي‌كند، نشان مي‌دهيم
سايه و نيم سايه

اگر يك جسم كدر مقابل يك چشمه نور قرار داده شود، پشت آن فضاي تاريكي ايجاد مي‌شود كه به آن سايه مي‌گويند. به عنوان مثال سايه‌ي انسان روي زمين به علت قرار گرفتن در مقابل خورشيد است

هرگاه يك جسم كدر را مقابل يك چشمه‌ي نور گسترده قرار دهيم‌، اطراف سايه، ناحيه‌اي نيمه روشن ايجاد مي‌شود كه به آن نيم سايه مي‌گويند

اگر جسم كدر مقابل يك چشمه‌ي نور نقطه‌اي قرار بگيرد، فقط سايه تشكيل مي‌شود
با افزايش فاصله‌ي چشمه ي نور و جسم كدر از يك‌ ديگر، اندازه‌ي سايه كوچك تر مي‌شود

هرگاه ماه، زمين و خورشيد در يك راستا باشند و ماه بين زمين و خورشيد قرار گيرد، سايه‌ي ماه روي زمين مي افتد و ناحيه‌‌اي از زمين كه در سايه‌ي ماه قرار مي‌گيرد،تاريك مي‌شود
اين پديده را خورشيدگرفتگي (كسوف) مي‌نامند . افرادي كه در ناحيه‌ي سايه قرار مي‌گيرند، خورشيد گرفتگي را كامل مي‌بينند . ولي افرادي كه در ناحيه‌ي
نيم سايه قرار دارند، مي‌توانند بخشي از خورشيد را ببينند يعني براي آن‌ها خورشيد گرفتگي جزئي است

هرگاه ماه، زمين و خورشيد در يك راستا باشند و زمين بين ماه و خورشيد قرار گيرد، سايه‌ي زمين ماه را فرا مي‌گيرد، بنابراين ماه قابل رؤيت نيست. اين پديده را ماه گرفتگي(خسوف) مي نامند

براي تعيين اندازه‌ي سايه، شكل مقابل را در نظر بگيريد
با استفاده از تشابه دو مثلث داريم

كه در اين رابطه، اندازه‌ي سايه ، اندازه‌ي جسم كدر،ab فاصله‌ي سايه

 تا چشمه و فاصله‌ي جسم تا چشمه است

كه در اين رابطه، اندازه‌ي سايه ، ab پپرین است.