光波是一種橫波，也有各種頻率。其波形按強度的大小沿著傳播方向成正弦波分布。

若光以速度V沿著OX方向傳播，兩峰之間的距離稱作波長，用λ表示，波長隨顏色有差異，即使同樣顏色通過不同媒介后也會發生變化。光亮度取決于振動量的大小,用Y表示，其關系式如下：

Y=A sin 2π（t/T-x/λ）

λ=VT=V/F

ω=2π/T=2πF

式中：t——時間；x——相位；Ａ——振幅決定光的強度；λ——波長；F——頻率；ω——角頻率決定光的顏色；V——速度；T——周期

在折射時，入射角θ1的正弦和折射角θ2的正弦之比等于光在兩種介質中傳播速度之比（參見圖5-4）。

sinθ₁/sinθ₂=  V₁/V₂（5-4）

式中：V₁、V ₂為光在兩種介質中的傳播速度。

由式（5-4）可得出：

V₂sinθ₁= V₁sinθ₂（5-5）

從而可得出這樣的結論：光線從光疏介質（V_快）進入光密介質（V_慢）時，折射角小于入射角；反之，光線從光密介質進入光疏介質時，折射角大于入射角。

光線在同一介質中的傳播速度是個定值。因此，對于給定的兩種介質來說，入射角θ₁的正弦和折射角θ₂的正弦之比總是一個常數。用n21表示：

n21 = sinθ₁/sinθ₂（5-6）

常數n21稱做光線從第一種介質射入第二種介質時的折射率。

結合（5-4）式即得：

n21= sinθ₁/sinθ₂= V₁/V ₂（5-7）

如果光線是從真空入射到某種介質里，它在真空里的傳播速度用C表示，在介質里的傳播速度用V表示，根據（5-7）式

n = sinθ₁/sinθ₂=  C/V2（5-8）

光線從真空入射到某種介質里的折射率n，叫做該介質的絕對折射率，簡稱為該介質的折射率。

光在空氣里的傳播速度比在真空里的傳播速度C略小一點（相差甚少），所以可看成是相等的，即空氣折射率近似等于1,因此常把光線從空氣射入某種介質的折射率當作這一介質的折射率。

n₁=  C/V₁ ；n₂=  C/V₂

代入式n21 = sinθ₁/sinθ₂= n₂/ n₁

當光線從光密介質進入光疏介質時,根據公式（5-9）：sinθ₁/sinθ₂= n₂/ n₁  即：n₁＞n₂；當折射角θ₂ = 90°時，sinθ₂= 1；如果繼續增大入射角θ₁，光線就不產生折射現象，而全部反射回光密介質中，這就是全反射現象。剛開始發生全反射現象的入射角就稱之為“臨界角"，用θ_c表示

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