* ljushastighet: Ljus rör sig snabbare i luften än i vatten. Detta beror på att luften är mindre tät än vatten, vilket innebär att det finns färre molekyler för ljuset att interagera med.
* förändring i riktning: När en ljusstråle kommer in i vatten från luften bromsar den ner. Denna hastighetsförändring får ljusstrålen att ändra riktning och böjas mot den normala (en imaginär linje vinkelrätt mot vattenytan). Mängden böjning beror på infallsvinkeln (vinkeln vid vilken ljusstrålen träffar vattenytan) och skillnaden i ljusets hastighet mellan de två medierna.
* brytningsindex: Brytningsindexet för ett material är ett mått på hur mycket ljus bromsar när det kommer in i det materialet. Vatten har ett högre brytningsindex än luft, vilket innebär att ljus rör sig långsammare i vatten. Denna skillnad i brytningsindex är det som orsakar ljusböjning vid gränsen mellan de två medierna.
Här är en analogi:
Föreställ dig att du går på en trottoar och plötsligt kliver på en sandlapp. Sanden är som vattnet och din gånghastighet bromsar. Du ändrar naturligtvis riktningen något när du flyttar från trottoaren (luften) till sanden (vatten).
Sammanfattningsvis böjer ljuset när det reser från luft till vatten eftersom det bromsar ner på grund av skillnaden i ljusets hastighet i de två medierna. Denna hastighetsförändring får ljusstrålen att ändra riktning.
