דמיינו לעצמכם כף המונחת בחצי כוס מים. נראה שהכף מתכופפת בגבול האוויר-מים. הסיבה לכך היא שקרני האור המגיעות לעיניכם מתחת למים משנות כיוון כאשר הן עוברות לאוויר. תופעה זו מכונה שבירה. ישנם מספר גורמים הקובעים באיזו זווית קרן אור תתכופף בעת מעבר ממדיום אחד למשנהו.
אם קרן אור עוברת ממדיום אחד למשנהו - מאוויר לזכוכית למשל - בניצב למשטח שבין המדיה, היא לא משנה כיוון, היא עוברת ישר. אם, לעומת זאת, הוא פוגע במשטח בזווית בניצב, הוא משנה כיוון בזמן שהוא נע למדיום השני. הזווית שעושה קרן האור עם הניצב במדיום הראשון נקראת זווית ההיארעות. הזווית שעושה קרן האור עם הניצב במדיום השני נקראת זווית השבירה. הקשר בין זווית השכיחות (i) לזווית השבירה (r) ניתן על ידי חוק סנל: sin (r) / sin (i) = ni / nr, כאשר ni הוא אינדקס השבירה של המדיום הראשון ו- nr הוא אינדקס השבירה של המדיום השני. עבור זוג מדיה קבוע, ni / nr קבוע. אז ברור שכאשר זווית ההיארעות i משתנה, זווית השבירה r משתנה גם כן.
על פי חוק סנל ניתן לראות כי זווית השבירה תלויה ביחס ni / nr של מדדי השבירה של שני המדיות. אם המס 'גדול מ- ni - למשל כאשר האור עובר מהאוויר (ni = 1.0) לזכוכית (ni = 1.5) - אז זווית השבירה קטנה מ זווית ההתרחשות, כלומר קרן האור מתכופפת לכיוון הניצב לפני השטח בין שני המדיות כשהיא עוברת לשנייה בינוני. אם ה- nr קטן מ- ni, קרן האור הנכנסת למדיום אחר מתכופפת בניצב לפני השטח שבין שני המדיות.
זווית השבירה תלויה גם באורך הגל של האור. לאור גלוי בצבעים שונים יש אורכי גל שונים ומדדי שבירה מעט שונים. ההבדל כל כך קטן שלא רואים אותו כשאור לבן עובר דרך צלחת זכוכית שטוחה למשל. אך כאשר אור לבן עובר דרך מנסרה ונשבר פעמיים בשני המשטחים, כל צבע מתכופף בזווית אחרת ותוכלו לראות בבירור את הצבעים הנפרדים.
בחלק מהמקרים המיוחדים, אינדקס השבירה במדיום יכול להיות תלוי בכיוון בו האור עובר במדיום. גבישים מינרליים מסוימים כוללים שני מדדי שבירה מובהקים בשני כיוונים והם ידועים כחומרים דו-מפרציים. לדוגמא, טורמלין הוא גביש עם שני מדדי שבירה: 1.669 ו- 1.638. מבחינת חומרים אלה, זווית השבירה תלויה בכיוון הגבול בין המדיה לצירים המיוחדים של הגביש.
