Föreställ dig en sked placerad i ett halvt glas vatten. Skeden verkar böja sig vid luft-vattengränsen. Detta beror på att ljusstrålarna som når dina ögon under vattnet ändrar riktning när de passerar i luften. Detta fenomen kallas brytning. Det finns flera faktorer som avgör i vilken vinkel en ljusstråle kommer att böjas vid övergång från ett medium till ett annat.
Om en ljusstråle passerar från ett medium till ett annat - från luft till glas till exempel - vinkelrätt mot ytan mellan mediet, ändrar det inte riktning, det passerar rakt igenom. Om den emellertid träffar ytan i en vinkel mot den vinkelräta ändrar den riktning när den rör sig in i det andra mediet. Vinkeln som ljusstrålen gör med vinkelrätt i det första mediet kallas infallsvinkeln. Vinkeln som ljusstrålen gör med vinkelrätt i det andra mediet kallas brytningsvinkel. Förhållandet mellan infallsvinkeln (i) och brytningsvinkeln (r) ges av Snells lag: sin (r) / sin (i) = ni / nr, där ni är brytningsindex för det första mediet och nr är brytningsindex för det andra mediet. För ett fast par media är ni / nr fixat. Så det är tydligt att när infallsvinkeln i ändras, brytningsvinkeln r också.
Från Snells lag kan du se att brytningsvinkeln beror på förhållandet ni / nr för brytningsindexen för de två medierna. Om nr är större än ni - till exempel när ljus passerar från luft (ni = 1,0) till glas (ni = 1,5) - så är brytningsvinkeln mindre än infallsvinkeln, dvs ljusstrålen böjer sig vinkelrätt mot ytan mellan de två medierna när den passerar in i den andra medium. Om nr är mindre än ni, böjs ljusstrålen som kommer in i ett annat medium från vinkelrätt mot ytan mellan de två medierna.
Brytningsvinkeln beror också på ljusets våglängd. Synligt ljus i olika färger har olika våglängder och lite olika brytningsindex. Skillnaden är så liten att du inte ser den när vitt ljus passerar genom en platt glasplatta till exempel. Men när vitt ljus passerar genom ett prisma och bryts två gånger på de två ytorna böjer sig varje färg i olika vinklar och du kan tydligt se de separata färgerna.
I vissa speciella fall kan brytningsindex i ett medium bero på riktningen i vilken ljus passerar genom mediet. Vissa mineralkristaller har två distinkta brytningsindex längs två riktningar och är kända som dubbelbrytande material. Turmalin är till exempel en kristall med två brytningsindex: 1.669 och 1.638. För dessa material beror brytningsvinkeln på orienteringen av gränsen mellan mediet med kristallens speciella axlar.