Всё основано на одной несложной формуле.
Перед тем, как перйти к ней, нужно объяснить несколько терминов:


  • Нормаль - это перпендикуляр к поверхности, на которую падает свет.
  • Угол падения - это угол между нормалью и падающим на поверхность лучом.
  • Показатель преломления среды определяет, во сколько раз медленней свет идёт сквозь данный объет, чем в вакууме.
    Замечание: показатель преломления не может быть меньше единицы.

первое правило:
Когда луч света падает на поверхность раздела двух сред, сожет произойти одно и трёх:
  • Свет отразится
  • Свет пройдёт через объект
  • Часть света проникнет в объект, а часть отразится

второе правило (закон отражения):
Отражённый луч составляет с нормалью тот же угол, что и падающий; кроме того, отражённый и падающий лучи и нормаль находятся в одной плоскости.

третье правило (закон преломления):
n1 * sin(A1) = n2 * sin(A2), где
  • n1 и n2 - показатели преломления двух сред
  • A1 и A2 - углы между нормалью и падающим/преломлённым лучами соответственно

Можно заметить, что вжны не столько сами показатель преломления, сколько их отношение.