光传播的实际路径是使光程取极值（极小值、极大值或稳定值），光程取极值的条件为光程的一阶变分等于零，即此即费马原理的数学表达式。

半球面反射： 球面的半径=R，光线从直径一端Q射向球面，反射到直径另一端P，光程： 因： 所以： 根据费马原理： 解之， 得 ，代入D得到：光程 ，乃是一个最大值=2.8R；（最小值光程是从直径一端到Q另一端P，光程=2R）。