წარმოიდგინეთ კოვზი მოთავსებული ნახევარ ჭიქა წყალში. კოვზი, როგორც ჩანს, ჰაერისა და წყლის საზღვარზე მოხრის. ეს იმიტომ ხდება, რომ სინათლის სხივები წყლის ქვემოდან მოჰყავთ თქვენს თვალებს, ჰაერში გადასვლისას იცვლება მიმართულება. ეს ფენომენი ცნობილია როგორც რეფრაქცია. არსებობს რამდენიმე ფაქტორი, რომელიც განსაზღვრავს, თუ რა კუთხით მოხდება სინათლის სხივი ერთი საშუალოდან მეორეში გადასვლისას.
თუ სინათლის სხივი გადადის ერთი საშუალოდან მეორეზე - მაგალითად, ჰაერიდან მინაზე - პერპენდიკულარულად წარმოადგენს მედიას შორის არსებულ ზედაპირს, ის არ ცვლის მიმართულებას, ის გადის პირდაპირ. თუ ის ზედაპირს პერპენდიკულართან კუთხით მოხვდა, ის მეორე მიმართულებით გადაადგილებისას იცვლის მიმართულებას. კუთხეს, რომელსაც სინათლის სხივი ქმნის პირველ პერპენდიკულართან, ეწოდება სიხშირის კუთხე. კუთხეს, რომელსაც სინათლის სხივი ქმნის მეორე პერპენდიკულართან, ეწოდება რეფრაქციის კუთხე. კავშირი შემთხვევითი (i) და რეფრაქციის კუთხეს (r) შორის მოცემულია სნელის კანონით: sin (r) / sin (i) = ni / nr, სადაც ni არის პირველი მედიის რეფრაქციის ინდექსი და nr არის მეორე საშუალო რეფრაქციის ინდექსი. მედიის ფიქსირებული წყვილისთვის ფიქსირდება ni / nr. ასე რომ, ცხადია, რომ როდესაც i ინციდენტის კუთხე იცვლება, იცვლება რეფრაქციის კუთხეც.
სნელის კანონიდან ჩანს, რომ გარდატეხის კუთხე დამოკიდებულია ორი მედიის რეფრაქციული ინდექსების ni / nr თანაფარდობაზე. თუ nr მეტია ვიდრე ni - მაგალითად, როდესაც შუქი ჰაერიდან (ni = 1.0) მინაზე გადადის (ni = 1.5) - მაშინ გარდატეხის კუთხე უფრო მცირეა, ვიდრე სიხშირის კუთხე, ანუ სინათლის სხივი ორ მედიას შორის ზედაპირის პერპენდიკულურისკენ იხრება, რადგან ის გადადის მეორეში საშუალო თუ nr ნაკლებია, ვიდრე ni, სინათლის სხივი, რომელიც შედის სხვა გარემოში, თავს შორდება პერპენდიკულარულ ზედაპირზე ორ მედიას შორის.
გარდატეხის კუთხე ასევე დამოკიდებულია სინათლის ტალღის სიგრძეზე. სხვადასხვა ფერის ხილულ სინათლეს აქვს სხვადასხვა ტალღის სიგრძე და გარდატეხის ოდნავ განსხვავებული ინდექსები. განსხვავება იმდენად მცირეა, რომ ვერ ხედავ მას, როდესაც თეთრი შუქი გადის შუშის ბრტყელ ფირფიტაზე. მაგრამ როდესაც თეთრი სინათლე პრიზმაში გადის და ორ ზედაპირზე ორჯერ ირეცხება, თითოეული ფერი სხვა კუთხით იხრება და აშკარად ჩანს ცალკეული ფერები.
ზოგიერთ განსაკუთრებულ შემთხვევაში, გარდატეხის ინდექსი შეიძლება დამოკიდებული იყოს იმ მიმართულებით, რომელზედაც სინათლე გადის გარემოში. გარკვეულ მინერალურ კრისტალებს აქვთ ორი მკაფიო რეფრაქციის ინდექსი ორი მიმართულებით და ცნობილია როგორც ბირეფრენცირებული მასალები. მაგალითად, ტურმალინი არის ბროლი, რომელსაც აქვს ორი რეფრაქციული ინდექსი: 1.669 და 1.638. ამ მასალებისთვის, გარდატეხის კუთხე დამოკიდებულია კრისტალის სპეციალური ღერძებით მედიას შორის საზღვრის ორიენტაციაზე.