Yarım bardak suya yerleştirilmiş bir kaşık düşünün. Kaşık hava-su sınırında bükülüyor gibi görünüyor. Bunun nedeni, suyun altından gözünüze gelen ışık ışınlarının havaya geçerken yön değiştirmesidir. Bu fenomen kırılma olarak bilinir. Bir ışık ışınının bir ortamdan diğerine geçerken hangi açıda büküleceğini belirleyen birkaç faktör vardır.
Bir ışık ışını bir ortamdan diğerine - örneğin havadan cama - ortamlar arasındaki yüzeye dik olarak geçerse, yön değiştirmez, doğrudan geçer. Ancak yüzeye dik açıyla çarparsa, ikinci ortama geçerken yön değiştirir. Birinci ortamda ışık ışınının dikle yaptığı açıya gelme açısı denir. Işık ışınının ikinci ortamdaki dik ile yaptığı açıya kırılma açısı denir. Gelme açısı (i) ve kırılma açısı (r) arasındaki ilişki Snell yasası ile verilir: sin (r)/ sin (i) = ni/nr, burada ni birinci ortamın kırılma indisi ve nr ikinci ortamın kırılma indisidir. Sabit bir ortam çifti için, ni/nr sabittir. Dolayısıyla, i gelme açısı değiştiğinde, kırılma açısı r'nin de değiştiği açıktır.
Snell yasasından, kırılma açısının iki ortamın kırılma indislerinin ni/nr oranına bağlı olduğunu görebilirsiniz. nr, ni'den büyükse - örneğin ışık havadan (ni = 1.0) cama (ni = 1.5) geçtiğinde - kırılma açısı daha küçüktür gelme açısı, yani ışık ışını, ikinciye geçerken iki ortam arasındaki yüzeye dik olarak bükülür. orta. nr, ni'den küçükse, başka bir ortama giren ışık ışını, iki ortam arasındaki yüzeye dik olandan uzaklaşır.
Kırılma açısı ayrıca ışığın dalga boyuna da bağlıdır. Farklı renkteki görünür ışığın farklı dalga boyları ve biraz farklı kırılma indeksleri vardır. Fark o kadar küçüktür ki, örneğin düz bir cam levhadan beyaz ışık geçtiğinde bunu göremezsiniz. Ancak beyaz ışık bir prizmadan geçtiğinde ve iki yüzeyde iki kez kırıldığında, her renk farklı bir açıyla bükülür ve ayrı renkleri açıkça görebilirsiniz.
Bazı özel durumlarda, bir ortamdaki kırılma indisi ışığın ortamdan geçtiği yöne bağlı olabilir. Bazı mineral kristalleri, iki yön boyunca iki farklı kırılma indisine sahiptir ve çift-kırınımlı malzemeler olarak bilinirler. Örneğin, turmalin iki kırılma indisine sahip bir kristaldir: 1.669 ve 1.638. Bu malzemeler için kırılma açısı, kristalin özel eksenleri ile ortam arasındaki sınırın yönüne bağlıdır.