Lichtbreking

Dit artikel gaat over de refractie van licht. Voor refractie van zeegolven, zie refractie van zeegolven.

Breking van licht of refractie, is het verschijnsel dat lichtstralen van richting veranderen als ze van het ene medium (doorzichtige stof) in het andere terechtkomen. Het licht breekt, omdat er een verschil is in de dichtheid of doorlaatbaarheid van de twee stoffen, en daarmee in de voortplantingssnelheid van het licht in beide stoffen. Zo betekent een brekingsindex van 1,3 voor water als medium, dat de voortplantingssnelheid in water 30% lager is dan in vacuüm; voor lucht is die, afhankelijk van de luchttemperatuur en de golflengte van het licht, slechts ongeveer 0,3% lager dan in vacuüm. In geen enkel medium is de voortplantingssnelheid van licht groter dan in vacuüm.

De verandering in richting wordt bepaald door de brekingsindex, soms ook optische dichtheid genoemd, van de twee media (hoe groter het verschil in dichtheid, des te groter de breking) en door de invalshoek waaronder de bundel het grensvlak treft (hoe groter de hoek des te groter de breking). Als een lichtstraal loodrecht invalt op het scheidingsoppervlak van de twee stoffen, loopt hij ongebroken voort.

Als de brekingsindex van het medium continu verandert, bijvoorbeeld doordat de concentratie van een bepaalde stof verandert, vindt er een continue verandering in de voortplantingssnelheid plaats en worden de lichtstralen gekromd. Dit doet zich onder andere voor bij astronomische refractie. De lichtstralen volgen, volgens het principe van Fermat, banen met minimale optische weglengte.