Refraktion
Refraktion er den ændring af en bølges retning, der skyldes ændringen i bølgens hastighed. Som eksempler på bølger kan nævnes lydbølger og lysbølger. Refraktion ses oftest, når en bølge passerer fra et gennemsigtigt medium til et andet gennemsigtigt medium. Forskellige typer af medier omfatter luft og vand.
Når en bølge passerer fra et gennemsigtigt medium til et andet gennemsigtigt medium, ændrer bølgen sin hastighed og retning. Når en lysbølge f.eks. bevæger sig gennem luft og derefter passerer ind i vand, vil bølgen blive langsommere og ændre retning.
Når lys går ind i et medium, der er tættere, vil lysstrålen "bøje" sig mod det normale. Når den går tilbage i det mindre tætte medium (med et lavere brydningsindeks), vil den bøje tilbage i samme vinkel som da den kom ind (hvis overfladen ved udgangen er parallel med overfladen ved indgangen).
Et eksempel på, hvordan brydning fungerer, er at placere et sugerør i en kop vand med en del af sugerøret i vandet. Når man ser på det fra en bestemt vinkel, ser det ud til, at halmen bøjer sig ved vandets overflade. Dette skyldes ændringen i mediets tæthed og dermed bøjningen af lysstrålerne, når de bevæger sig fra luften til vandet.
En god og enkel måde at forstå, hvordan lys fungerer, er at tænke på det som en bil. Når bilen rammer grusoverfladen (dette er mediet) i en vinkel, vil det dæk, der rammer den først, bremse op, hvilket får den til at dreje i den retning. Hvis lyset derfor rammer et medium til højre, der har et større brydningsindeks, vil det bøje til højre. Bøjningsgraden er givet ved Snells lov. Linser virker ved hjælp af brydning.
Når lyset brydes i et prisme, deler det sig i regnbuens farver, fordi nogle bølgelængder bøjes mere end andre.
I optik er et stofs brydningsindeks n et dimensionsløst tal, der beskriver, hvordan lys eller anden stråling går gennem det pågældende medium. Det er defineret som
n = c v , {\displaystyle n={\frac {\mathrm {\c} }{v}},} 
hvor c er lysets hastighed i et vakuum og v er lysets fasehastighed i mediet. Snells lov bruger brydningsindekset til at beregne brydningsgraden.
Diagram over brydning
Når man ser det fra en bestemt vinkel, ser stråene ud til at bøje sig på grund af lysets brydning, når det bevæger sig ind i luften.
En lysstråle, der brydes i en plastikblok.
Spørgsmål og svar
Spørgsmål: Hvad er refraktion?
A: Refraktion er ændringen i en bølges retning, forårsaget af ændringen i bølgens hastighed. Eksempler på bølger er lydbølger og lysbølger. Refraktion ses oftest, når en bølge passerer fra et gennemsigtigt medium til et andet gennemsigtigt medium.
Spørgsmål: Hvordan virker brydning?
A: Når en bølge passerer fra et gennemsigtigt medium til et andet gennemsigtigt medium, ændrer bølgen sin hastighed og retning. Når en lysbølge f.eks. bevæger sig gennem luft og derefter passerer ind i vand, vil bølgen blive langsommere og ændre retning. I denne egenskab, når lyset transmitteres gennem et medium, sker der en polarisering af elektronerne, hvilket igen reducerer lysets hastighed og dermed ændrer lysets retning. Når lyset går ind i et medium, der er tættere, vil lysstrålen "bøje" sig mod det normale. Når den går tilbage i det mindre tætte medium (med et lavere brydningsindeks), vil den bøje tilbage i den samme vinkel som da den kom ind (hvis overfladen ved udgangen er parallel med overfladen ved indgangen).
Sp: Hvad er nogle eksempler på, hvordan brydning fungerer?
A: Et eksempel på, hvordan brydning fungerer, er at placere et sugerør i en kop vand med en del af sugerøret i vandet. Når man ser det fra en bestemt vinkel, ser det ud til, at halmen bøjer sig ved vandets overflade på grund af ændringen i tætheden mellem luft og vand, hvilket medfører en bøjning af lysstrålerne, når de bevæger sig fra et medium til et andet. Et andet eksempel er linser, der fungerer ved hjælp af brydning; når lyset brydes i et prisme, deler det sig i farver, fordi nogle bølgelængder bøjes mere end andre på grund af forskellige tætheder mellem medierne, der forårsager forskellige mængder af bøjning for hver bølgelængde.
Spørgsmål: Hvad er et optisk indeks eller brydningsindeks?
A: I optik beskriver et optisk indeks eller brydningsindeks n, hvordan stråling som f.eks. lys bevæger sig gennem det pågældende stof eller materiale . Det kan defineres som n = c/v , hvor c repræsenterer hastigheden, hvis lyset er i vakuum, og v repræsenterer fasens hastighed, hvis lyset er i det pågældende materiale eller stof .
Spørgsmål: Hvilken lov anvender optiske indekser?
Svar: Snells lov bruger optiske indekser eller indeks til at beregne mængden af frefaction .
