Senyal a l'enunciat: Un raig de llum passa d'un medi a un altre i et demanen l'angle de refracció, l'índex de refracció d'un dels medis, la velocitat o la longitud d'ona de la llum en cada medi.

L'índex de refracció

L'índex de refracció d'un medi és el quocient entre la velocitat de la llum al buit $c$ i la velocitat en aquest medi $v$:

$$n = \frac{c}{v}$$

L'índex és sempre més gran o igual que 1. Al buit $n = 1$, a l'aigua $n \approx 1{,}33$, al vidre $n \approx 1{,}5$. Un índex més gran significa llum més lenta en aquest medi. La freqüència de la llum no canvia en canviar de medi, però sí la longitud d'ona:

$$\lambda_{medi} = \frac{\lambda_{buit}}{n}$$

La llei de Snell

Quan un raig passa d'un medi amb índex $n_1$ a un altre amb índex $n_2$, els angles d'incidència $\theta_1$ i de refracció $\theta_2$ — ambdós mesurats respecte a la normal a la superfície — compleixen:

$$n_1\sin\theta_1 = n_2\sin\theta_2$$

Si $n_2 > n_1$ (pas a un medi més dens òpticament), el raig s'acosta a la normal: $\theta_2 < \theta_1$. Si $n_2 < n_1$, el raig s'allunya de la normal: $\theta_2 > \theta_1$.

📐 Diagrama: dos medis separats per una superfície horitzontal. Medi superior amb $n_1$ menor (menys dens) i medi inferior amb $n_2$ més gran (més dens). Normal vertical traçada al punt d'incidència. Raig incident al medi superior formant angle $\theta_1$ amb la normal. Raig refractat al medi inferior formant angle $\theta_2 < \theta_1$ amb la normal (s'acosta a la normal en entrar al medi més dens). Raig reflectit en traç puntejat, simètric a l'incident respecte a la normal. Angles $\theta_1$ i $\theta_2$ clarament marcats.