Vågfronter faller in mot ett gränsskikt med olika utbred-ningshastigheter

I det här fallet syns att vågen under gränsskiktet har en lägre utbredningshastighet. Den "släpar efter".

Med hjälp av rätvinkliga trianglar kan lite trigonometri app-liceras med avseende på vinklarna α och β och våglängderna

Nu betraktar vi vinklarna mellan hastighets-riktningen och normalen till gränsskiktet

Detta samband mellan vinklar och hastigheter gäller såväl för mekaniska vågor och ljus...

I de följande bilderna tänker vi oss att vi betraktar ljus, som alltså också är en vågrörelse med våglängd och frekvens, även om denna vågrörelse inte är mekanisk.

Ett och samma material har olika brytningsindex för olika färger av ljus, det gör att man t ex kan se regn-bågar och färger genom prismor. Färgerna i den vita strålen bryts i olika riktningar och framträder därför separat.

För den som är intresserad av hur brytningsindex kan vara mindre än 1 (se graf t.v), och varför det inte innebär en hastighet över ljusets, hänvisas till denna illustrativa förklaring på det som kallas avvikande spridning (Anomalous Dispersion) och denna Wikipedia-artikel. Varning utfärdas dock för att detta är på en nivå långt över gymnasie-fysiken 🤔

När en stråle går från ett lägre till högre brytningsindex bryts strålen mot normalen

När en stråle går från ett högre till lägre brytningsindex bryts strålen från normalen

Totalreflexion gör att optiska fibrer fungerar, och är orsaken till att man inte kan se upp genom en vattenyta under för stora vinklar.

Sammanfattning​

När ljus går från ett medium till ett annat så bryts det (ändrar riktning)...

...denna brytning beror på skillnad i ljusfarten mellan medierna.

Brytningen beräknas med hjälp Brytningslagen. Notera: vinkeln mäts alltid mot normalen till ytan.

Olika färger bryts i något olika riktningar. Det beror på att brytningsindex (ljusfarten i mediet) varierar med färgen.