Угол преломления

У́гол преломле́ния — угол между лучом, преломлённым в точке падения на преломляющей поверхности, и нормалью к этой поверхности со стороны преломляющей среды^[1].

Является следствием второго закона геометрической оптики^[2], связывающего величины углов падения и преломления. Угол падения, отражения, преломления и нормали к точке падения (преломления) луча лежат в одной плоскости.

Следствием первого закона геометрической оптики является тот факт, что углы падения, отражения и преломления, а также нормали, проведённые к точке падения (она же точка преломления в геометрической оптике) со стороны обеих сред лежат в одной плоскости^[3]. Ход лучей при зеркальном отражении, обозначения углов падения (${\displaystyle \alpha }$), отражения (β) и преломления (${\displaystyle \gamma }$) показаны на рисунке^[4].

Согласно второму закону геометрической оптики (т. н. закону преломления, или закону Снеллиуса), угол падения связан с углом преломления следующим соотношением^[5]:

${\displaystyle n_{1}\sin \alpha =n_{2}\sin \gamma }$,

где ${\displaystyle n_{1}}$ — показатель преломления среды, из которой падает луч света, ${\displaystyle n_{2}}$ — показатель преломления среды, в которую луч света распространяется после падения (среды распространения преломлённого луча), ${\displaystyle \alpha }$ — угол падения, а ${\displaystyle \gamma }$ — угол преломления луча света^[6].

${\displaystyle \mathrm {N} \!\!\mathrm {B} !}$ В англоязычной литературе приняты иные обозначения для углов падения (${\displaystyle \theta _{1}}$), отражения (${\displaystyle \theta _{3}}$) и преломления (${\displaystyle \theta _{2}}$).

Углы падения, отражения и преломления используются при разработке и создании оптических систем^[7].

В рамках геометрической оптики не рассматриваются физические причины прямолинейного распространения, отражения и преломления света. Физика этих явлений объясняется в волновой оптике, в которой свет представляет собой электромагнитную волну, обладающую амплитудой, фазой, поляризацией и скоростью распространения в среде. В физической оптике связь между оптическими параметрами среды и свойствами отражённого излучения описывается уравнениями Максвелла.