Amikor a fénysugár közeghatárhoz érkezik, olyankor általában két dolog törénik vele:
- visszaverődik a felületről
- átlép az új közegbe
A visszaverődést már kiveséztük az előző leckében. Most koncentráljunk az új közegbe átlépő fénysugárra. Ha a törésmutatók eltérnek (és a fény nem merőlegesen érkezik a határfelülethez), akkor a fény nem abba az irányba fog továbbmenni, ahogyan megérkezett:
Hanem módosul az iránya, vagyis "megtörik" a fény sugara:
A bejövő fénysugár szögét a beesési merőlegessel \(\alpha\) beesési szögnek hívjuk, a megtört fénysugár szögét a beesési merőlegeshez képest pedig \(\beta\) törési szögnek, a jelenséget pedig fénytörésnek (refrakció). Azt a szöget, amennyivel a fénysugár iránya eltérül az eredeti iránytól \(\delta\) eltérülési szögnek nevezzük:
Az ábra alapján könnyen látható, hogy
\[\alpha=\beta +\delta\]
mivel ezek csúcsszögek.
Vajon mekkora lesz a \(\beta\) törési szög, ha a \(c_1\) terjedési sebességű, \(n_1\) törésmutatójú közegből a \(c_2\) terjedési sebességű, \(n_2\) törésmutatójú közegbe lép át a fény? Ezt majd levezethetjük a Huygens-elv alapján, illetve a Fermat-féle "legrövidebb haladási idő" elve alapján, a végeredmény:
$$\frac{\sin{\alpha}}{\sin{\beta}}=\frac{c_1}{c_2}=\frac{n_2}{n_1}=n_{2;1}$$
ahol $n_{2;1}$ a 2-es közeg 1-es közegre vonatkoztatott relatív törésmutatója.