1. ljushastighet: Ljus reser med olika hastigheter i olika medier. Den reser snabbare i luften än i vatten.
2. förändring i riktning: När ljus kommer in i ett tätare medium (som vatten) bromsar det ner. Denna hastighetsförändring får ljusstrålen att böjas. Böjningen sker vid gränssnittet mellan de två medierna.
3. Snells lag: Förhållandet mellan infallsvinkeln (vinkeln vid vilken ljuset träffar ytan) och brytningsvinkeln (vinkeln vid vilken ljuset böjs) beskrivs av Snells lag:
* n1 * sin (θ1) =n2 * sin (θ2)
* N1 och N2 är brytningsindexen för de två medierna (luft och vatten, i detta fall).
* θ1 är infallsvinkeln.
* θ2 är brytningsvinkeln.
Sammanfattningsvis:
* Ljus bromsar ner när man går in i ett tätare medium.
* Denna hastighetsförändring får ljusstrålen att böjas.
* Mängden böjning beror på brytningsindexen för de två medierna och infallsvinkeln.
Visuellt exempel:
Föreställ dig en bil som reser med en konstant hastighet på en smidig väg. Om bilen plötsligt träffar en lapp av lera kommer den att sakta ner. När framhjulen bromsar kommer bilen att vända sig mot lera lappen. Samma koncept gäller för ljusstrålar när de övergår från luft till vatten.
