Светлината не се движи со иста брзина во воздухот, стаклото и водата. Брзината на светлината во воздухот е 3 X 10 6 m/s. Во вода е 2,25 × 10 8 m/s, а во стакло е 2 x 10 8 m/s. Тоа е затоа што стаклото е оптички погусто од водата, а водата е оптички погусто од воздухот. Се вели дека медиумот е погуст ако брзината на светлината се намалува и се вели дека е поретко ако брзината на светлината се зголемува.
Светлината патува по права линија во средина. но кога зрак светлина што патува во една проѕирна средина паѓа косо на површината на друга проѕирна средина, тој се движи во друга средина по права патека, но различна од неговата почетна насока. Промената на насоката на патеката на светлината кога таа поминува од една проѕирна средина во друга се нарекува прекршување на светлината.
Светлосен зрак што паѓа на површината што одвојува две средни. \(\angle i\) е аголот на инциденца помеѓу упадниот зрак и нормалата и \(\angle r\) е аголот на прекршување помеѓу прекршениот зрак и нормалата. Девијација е аголот помеѓу насоката на прекршениот зрак и насоката на упадниот зрак. Затоа, \(\angle\delta\) = \(\mid \angle i - \angle r \mid\)
Прекршувањето на светлината се покорува на два закони познати како Снелови закони за прекршување.
\(\mu = \frac{3 X 10 ^8ms^{-1}}{2.25 X 10 ^8 ms{-1}} = \frac{4}{3} = 1.33\)
Забелешка: Ниту еден медиум не може да има индекс на рефракција помал од 1.
Индекс на рефракција (µ) на некои вообичаени супстанции
| Супстанции | µ | Супстанции | µ |
| Вакуум | 1.00 часот | Воздух | 1.00 часот |
| Мраз | 1.31 | Вода | 1.33 |
| Алкохол | 1.37 | Глицерин | 1.47 |
| Обична чаша | 1.5 | Керозин | 1.41 |
Прашање 1: Кои се условите светлосниот зрак да помине неотстапен при прекршување.
Решение: Постојат два услови - (1) кога аголот на инциденца е еднаков на 0. (2) Кога индексот на прекршување на двата медиума е ист.
Принцип на реверзибилност Ако индексот на рефракција на медиумот 2 во однос на медиумот 1 е \(_1\mu_2= \frac{sin \ i}{sin \ r}\) и индексот на прекршување на медиумот 1 во однос на медиумот 2 е тогаш \(_2\mu_1 = \frac{sin \ r}{sin \ i }\) , потоа \(_1\mu_2 \times _2\mu_1 = 1\) или можеме да кажеме \(_1\mu_2 = \frac{1}{_2\mu_1}\) |
Прашање 1: Ако индексот на прекршување на стаклото во однос на воздухот е 3/2, тогаш колкав е индексот на прекршување на воздухот во однос на стаклото?
Решение: a µg = 3/2, затоа g µa е \(\frac{1}{^3/_2} = \frac{2}{3}\) .
Брзина: Кога зрак светлина се прекршува од поретка во погуста средина, брзината на светлината се намалува, додека ако се прекрши од погуста во поретка средина, брзината на светлината се зголемува.
Фреквенција: Фреквенцијата на светлината зависи од изворот на светлина, така што не се менува при прекршување.
Бранова должина: Брзината на светлината v во средина, брановата должина на светлината λ во таа средина и фреквенцијата на светлината f се поврзани како v = fλ.
Кога светлината поминува од поретка во погуста средина, брановата должина се намалува, а кога светлината поминува од погуста средина во поретка, брановата должина се зголемува.
(1) Длабочината на водата во садот, кога се гледа од воздух, се чини дека е помала
Вистинската длабочина е ОС. Светлосен зрак кој започнува од точката О, паѓа вертикално на површината на вода-воздух, патува право по SA. Друг зрак OQ спаѓа на површината вода-воздух во точката Q кога преминува во воздух, се наведнува од нормалниот NQ и оди по патеката QT. Кога зракот QT се создава назад, двата прекршени зраци се среќаваат во точката P. Така P е сликата на O. Така, на набљудувачот длабочината на садот изгледа како SP наместо SO поради прекршувањето на светлината од вода во воздух .
(2) Рано изгрејсонце и доцно зајдисонце
(3) Мираж во пустина
Понекогаш во пустините се гледа превртена слика на дрво што дава лажен впечаток на вода под дрвото. Ова се нарекува фатаморгана. Причината за фатаморгана е поради прекршување на светлината. Како и во пустината, песокот се загрева многу брзо и затоа се загрева слојот на воздух што е во контакт со песокот. Како резултат на тоа, воздухот во близина на земјата е потопол од горните воздушни слоеви. Со други зборови, горните слоеви се погусти отколку под нив! Кога зрак светлина од сонцето по рефлексијата од врвот на дрвото патува од погуст до поредок слој, тој се наведнува подалеку од нормалниот. Така, при прекршување на површината на одвојување на последователни слоеви, секој пат кога аголот на прекршување се зголемува и аголот на инциденца на зракот кој оди од погуст кон поретко исто така се зголемува додека не достигне 90 °. При понатамошно зголемување на аголот на инциденца од погуст кон поретко слој претрпува целосно рефлексија и сега рефлектираната светлина патува од поретка кон погуста средина, па оттука се наведнува кон нормалата при секое прекршување. Кога ќе стигне до окото на набљудувачот, се гледа превртена слика на дрвото.
Кога упадниот зрак AB паѓа на стаклена плоча, тој се удира на точката на упад Б. Кога прекршениот зрак BC повторно удри во стаклената површина во точката C, тој се наведнува подалеку од нормалното додека зракот патува од стакло во воздух и ја следи патеката CD. ЦД зраците што излегуваат се паралелни со упадниот зрак AB. Така, зракот што излегува и упадниот зрак се во иста насока, но странично поместени.
Призмата е проѕирна средина ограничена со пет рамни површини со триаголен пресек. Две спротивни површини на призмата се идентични триаголници додека другите три површини се правоаголни и наклонети една на друга.
Кога светлосниот зрак со една боја паѓа на наклонетата површина на призмата, упадниот зрак PQ паѓа на лицето на призмата, тој патува од воздух до стакло, па се наведнува кон нормалното и патува низ патеката QR. Кога прекршениот зрак QR ќе го погоди лицето на призмата во R се јавува друга рефракција. Сега зракот QR влегува од стакло во воздух, така што се наведнува од нормалното и патува во насока RS. Така, при минување низ призмата, светлосниот зрак се наведнува кон основата на призмата.
