Πώς κινούνται τα κύματα σε γωνίες προς την κατεύθυνση της κίνησης;
Η γωνία μεταξύ των κυμάτων και των ακτίνων κύματος ονομάζεται γωνία πρόσπτωσης. Η γωνία πρόσπτωσης μετράται μεταξύ των κυμάτων και της κανονικής στην επιφάνεια στο σημείο όπου το κύμα χτυπά την επιφάνεια. Η κανονική είναι η γραμμή που είναι κάθετη στην επιφάνεια στο σημείο επίπτωσης.
Η γωνία πρόσπτωσης καθορίζει την κατεύθυνση του κύματος αφού χτυπήσει την επιφάνεια. Το κύμα θα αντικατοπτρίζεται από την επιφάνεια υπό γωνία που είναι ίση με τη γωνία πρόσπτωσης. Το κύμα θα διαθλαστεί επίσης μέσω της επιφάνειας υπό γωνία που καθορίζεται από τον δείκτη διάθλασης του υλικού στην άλλη πλευρά της επιφάνειας.
Ο δείκτης διάθλασης είναι ένα μέτρο για το πόσο η ταχύτητα του φωτός αλλάζει όταν περνά από το ένα υλικό στο άλλο. Ο δείκτης διάθλασης ενός υλικού είναι μεγαλύτερος από ένα εάν η ταχύτητα του φωτός είναι πιο αργή σε αυτό το υλικό από ό, τι σε κενό. Ο δείκτης διάθλασης ενός υλικού είναι μικρότερος από ένα εάν η ταχύτητα του φωτός είναι ταχύτερος σε αυτό το υλικό από ό, τι βρίσκεται σε κενό.
Η γωνία διάθλασης υπολογίζεται χρησιμοποιώντας το νόμο του Snell. Ο νόμος του Snell δηλώνει ότι η αναλογία του ημιτονοειδούς της γωνίας πρόσπτωσης προς το ημιτονοειδές της γωνίας διάθλασης είναι ίσος με την αναλογία του δείκτη διάθλασης του υλικού στην προσπίπτουσα πλευρά της επιφάνειας προς τον δείκτη διάθλασης του υλικού στην μεταδιδόμενη πλευρά της επιφάνειας.
Για παράδειγμα, εάν ένα κύμα χτυπήσει μια επιφάνεια σε γωνία 45 μοίρες και ο δείκτης διάθλασης του υλικού στην προσπίπτοντα πλευρά της επιφάνειας είναι 1,5 και ο δείκτης διάθλασης του υλικού στην μεταδιδόμενη πλευρά της επιφάνειας είναι 1,0, τότε η γωνία διάθλασης θα είναι 30 βαθμοί.
Αυτό σημαίνει ότι το κύμα θα διαθλαστεί μέσω της επιφάνειας υπό γωνία 30 μοίρες προς το φυσιολογικό. Το κύμα θα αντικατοπτρίζεται επίσης από την επιφάνεια σε γωνία 45 βαθμών προς το κανονικό.
