Hvordan bevæger bølger sig i vinkler i forhold til bevægelsesretningen?

Når en bølge bevæger sig i en vinkel i forhold til bevægelsesretningen, er bølgefronterne ikke længere parallelle med bevægelsesretningen. Det betyder, at bølgefronterne ikke længere er vinkelrette på bølgestrålerne, som er de linjer, der viser bølgens bevægelsesretning.

Vinklen mellem bølgefronterne og bølgestrålerne kaldes indfaldsvinklen. Indfaldsvinklen måles mellem bølgefronterne og normalen til overfladen på det punkt, hvor bølgen rammer overfladen. Normalen er den linje, der er vinkelret på overfladen ved indfaldspunktet.

Indfaldsvinklen bestemmer retningen af ​​bølgen, efter at den rammer overfladen. Bølgen vil blive reflekteret fra overfladen i en vinkel, der er lig med indfaldsvinklen. Bølgen vil også brydes gennem overfladen i en vinkel, der er bestemt af brydningsindekset for materialet på den anden side af overfladen.

Brydningsindekset er et mål for, hvor meget lysets hastighed ændres, når det passerer fra et materiale til et andet. Et materiales brydningsindeks er større end én, hvis lysets hastighed er langsommere i det pågældende materiale, end det er i vakuum. Et materiales brydningsindeks er mindre end én, hvis lysets hastighed er hurtigere i det pågældende materiale, end det er i vakuum.

Brydningsvinklen beregnes ved hjælp af Snells lov. Snells lov siger, at forholdet mellem sinus for indfaldsvinklen og sinus for brydningsvinklen er lig med forholdet mellem brydningsindekset for materialet på den indfaldende side af overfladen og brydningsindekset for materialet på den transmitterede side af overfladen.

For eksempel, hvis en bølge rammer en overflade i en vinkel på 45 grader, og brydningsindekset for materialet på den indfaldende side af overfladen er 1,5, og brydningsindekset for materialet på den transmitterede side af overfladen er 1,0, så vil brydningsvinklen være 30 grader.

Det betyder, at bølgen vil blive brudt gennem overfladen i en vinkel på 30 grader i forhold til normalen. Bølgen vil også blive reflekteret fra overfladen i en vinkel på 45 grader i forhold til normalen.