Представете си лъжица, поставена в половин чаша вода. Лъжицата изглежда се огъва на границата въздух-вода. Това е така, защото светлинните лъчи, достигащи очите ви изпод водата, променят посоката си, когато преминат във въздуха. Това явление е известно като пречупване. Има няколко фактора, които определят под какъв ъгъл ще се огъне светлинен лъч при преминаване от една среда в друга.
Ако светлинен лъч преминава от една среда в друга - например от въздух към стъкло - перпендикулярно на повърхността между средата, той не променя посоката си, а преминава направо. Ако обаче удари повърхността под ъгъл спрямо перпендикуляра, той променя посоката, докато се движи във втората среда. Ъгълът, който лъчът на светлината прави с перпендикуляра в първата среда, се нарича ъгъл на падане. Ъгълът, който лъчът на светлината прави с перпендикуляра във втората среда, се нарича ъгъл на пречупване. Връзката между ъгъла на падане (i) и ъгъла на пречупване (r) се дава от закона на Snell: sin (r) / sin (i) = ni / nr, където ni е показателят на пречупване на първата среда и nr е показателят на пречупване на втората среда. За фиксирана двойка носители е фиксиран ni / nr. Така че е ясно, че когато ъгълът на падане i се промени, ъгълът на пречупване r също се променя.
От закона на Снел можете да видите, че ъгълът на пречупване зависи от съотношението ni / nr на показателите на пречупване на двете среди. Ако nr е по-голямо от ni - например когато светлината преминава от въздух (ni = 1,0) към стъкло (ni = 1,5) - тогава ъгълът на пречупване е по-малък от ъгълът на падане, т.е. светлинният лъч се огъва към перпендикуляра на повърхността между двете среди, докато преминава във втората средно. Ако nr е по-малко от ni, светлинният лъч, влизащ в друга среда, се огъва от перпендикуляра към повърхността между двете среди.
Ъгълът на пречупване също зависи от дължината на вълната на светлината. Видимата светлина с различни цветове има различни дължини на вълната и малко по-различни показатели на пречупване. Разликата е толкова малка, че не я виждате, когато бяла светлина преминава през плоска стъклена плоча например. Но когато бялата светлина премине през призма и се пречупи два пъти при двете повърхности, всеки цвят се огъва под различен ъгъл и можете ясно да видите отделните цветове.
В някои специални случаи индексът на пречупване в среда може да зависи от посоката, в която светлината преминава през средата. Някои минерални кристали имат два различни показателя на пречупване по две посоки и са известни като двупреломляващи материали. Например, турмалинът е кристал с два показателя на пречупване: 1.669 и 1.638. За тези материали ъгълът на пречупване зависи от ориентацията на границата между средата със специалните оси на кристала.
