الانكسار عند الأسطح المستوية

إذا مر شعاع ضوئي من وسط شفاف متجانس إلى آخر فانه ينكسر عند السطح المستوى الفاصل وفقا للقوانين الآتية:

القانون الأول:

النسبة بين جيب زاوية السقوط و جيب زاوية الانكسار تساوى مقدار ثابت و ذلك لجميع زوايا السقوط.

فإذا كان XY  يمثل سطحا مستويا يفصل بين وسطين معامل انكسارهما n₂, n₁  و أن AB  يمثل الشعاع الضوئي الساقط و أن BC يمثل الشعاع المنكسر، فان

 (1)

هذا القانون يعرف بقانون سنل. وقد بين سنل أن قيمة المقدار الثابت هي النسبة بين معاملي انكسار الوسطين. و من ذلك هذه العلاقة تأخذ الصورة:

 (2)

التي يمكن كتابتها على الصورة:

 (3)

و إذا كان أحد معاملي الانكسار أو كلاهما مختلف عن الوحدة، فان النسبة بين معاملي الانكسار تسمى معامل الانكسار النسبي و العلاقة ( 2) تأخذ الشكل:

 (4)

و إذا كان الوسط الأول هو الفراغ أيn₁=   ،  فان قيمة المعامل النسبي ستكون هي نفس قيمة معامل انكسار الوسط الثاني. و يمكن الحصول على نفس النتيجة تقريبا عندما يكون الوسط الأول هو الهواء وليس الفراغ.

و عندما تكون زوايا السقوط و الانكسار صغيرة جدا، فانه يمكننا وضع جيوب الزوايا مساوية للزوايا ذاتها أي أن:

 و بذلك نحصل على

  (5)

القانون الثاني:

الشعاع الساقط و العمود و الشعاع المنكسر يقعوا جميعا في مستوى واحد عمودي على السطح الفاصل بين الوسطين.