Refracción de la luz y ley de Snell, con gráfico

La luz viaja más despacio en los materiales que en el vacío, y el índice de refracción dice cuánto: en el agua, con n = 1,333, va a tres cuartos de su velocidad en el vacío. Cuando un rayo cruza en oblicuo la superficie entre dos medios, la parte del frente de onda que entra primero se frena primero, y el rayo cambia de dirección. La ley de Snell, n₁ sen θ₁ = n₂ sen θ₂, dice cuánto, con los ángulos medidos desde la normal a la superficie.

Al entrar en un medio más refringente, como del aire al agua, el rayo se acerca a la normal. Al salir hacia uno menos refringente se aleja, y más allá de cierto ángulo, el ángulo límite, sen θ₂ tendría que superar 1: no existe rayo refractado y toda la luz se refleja. Esa reflexión total es la que hace funcionar la fibra óptica y brillar los diamantes, cuyo ángulo límite respecto al aire es de solo 24°.

Incluso cuando la luz pasa, una parte siempre se refleja. Las ecuaciones de Fresnel dicen cuánta: cerca del 4 % en un vidrio iluminado de frente, cada vez más hacia la incidencia rasante. En el ángulo de Brewster la luz reflejada está totalmente polarizada, que es el principio de las gafas de sol polarizadas.