Įsivaizduokite šaukštą, įdėtą į pusę stiklinės vandens. Atrodo, kad šaukštas lenkiasi ties oro ir vandens riba. Taip yra todėl, kad šviesos spinduliai, pasiekiantys jūsų akis iš po vandens, keičiasi kryptimi, kai jie praeina į orą. Šis reiškinys žinomas kaip refrakcija. Yra keli veiksniai, lemiantys, kokiu kampu šviesos spindulys pasilenks eidamas iš vienos terpės į kitą.
Jei šviesos spindulys kerta iš vienos terpės į kitą, pavyzdžiui, iš oro į stiklą, statmenai paviršiui tarp terpės, jis nekeičia krypties, jis praeina tiesiai. Tačiau jei jis atsitrenkia į paviršių statmenai kampu, juda į antrąją terpę, jis keičia kryptį. Kampas, kurį šviesos spindulys daro su statmenu pirmojoje terpėje, vadinamas kritimo kampu. Kampas, kurį šviesos spindulys daro su statmenu antrojoje terpėje, vadinamas lūžio kampu. Santykį tarp kritimo kampo (i) ir lūžio kampo (r) nurodo Snello dėsnis: sin (r) / sin (i) = ni / nr, kur ni yra pirmosios terpės lūžio rodiklis, o nr - antrosios terpės lūžio rodiklis. Fiksuotai laikmenų porai fiksuojamas ni / nr. Taigi akivaizdu, kad pasikeitus kritimo i kampui, kinta ir lūžio kampas r.
Iš Snello dėsnio matote, kad lūžio kampas priklauso nuo abiejų terpių lūžio rodiklių santykio ni / nr. Jei nr yra didesnis nei ni, pavyzdžiui, kai šviesa pereina iš oro (ni = 1,0) į stiklą (ni = 1,5), tada lūžio kampas yra mažesnis nei kritimo kampas, t. y. šviesos spindulys, kryžiuodamasis į antrąją, linksta statmenai paviršiui tarp dviejų terpių. vidutinis. Jei nr yra mažesnis už ni, šviesos spindulys, patekęs į kitą terpę, lenkiasi nuo statmenos paviršiui tarp dviejų terpių.
Lūžio kampas taip pat priklauso nuo šviesos bangos ilgio. Skirtingų spalvų matoma šviesa turi skirtingus bangos ilgius ir šiek tiek skirtingus lūžio rodiklius. Skirtumas yra toks mažas, kad jo nematote, kai, pavyzdžiui, pro plokščią stiklo plokštę praeina balta šviesa. Bet kai balta šviesa praeina per prizmę ir lūžta du kartus ties dviem paviršiais, kiekviena spalva lenkiasi skirtingu kampu ir galite aiškiai matyti atskiras spalvas.
Kai kuriais ypatingais atvejais lūžio rodiklis terpėje gali priklausyti nuo šviesos praeinimo krypties. Tam tikri mineraliniai kristalai turi du skirtingus lūžio rodiklius dviem kryptimis ir yra žinomi kaip dvilypės medžiagos. Pavyzdžiui, turmalinas yra kristalas, turintis du lūžio rodiklius: 1,669 ir 1,638. Šių medžiagų lūžio kampas priklauso nuo ribos tarp terpės ir specialių kristalo ašių orientacijos.