光 的 折 射 及 反 射
當光由一介質(折射率)進入另一介質(折射率)，回到原來介質的光，稱之反射，進入另一介質，稱之為折射 。 光之反射必須遵守反射定律，也就是
1.入射角
等於反射角
2.法線(normal)，入射線(P)，反射線(Q)處於同一平面上(入射面) 同樣的光之折射現象必須遵守司乃耳定律
入射光和折射光位於同一個平面上，並且與界面法線的夾角滿足如下關係
其中，
和n
分別是兩個介質的折射率，
和
分別是入射角和折射角。此關係可由費馬原理或最短光時原理得到，也就是光線從P點到Q點所花費時間最短的路徑(連結1、2模擬)。
下面為一簡單的例子說明折射定率和費馬原理之間的關聯
考慮光線由介質1(0，a)出發進入介質2 (b，-c)，相交於x所需要的時間，其路徑為圖所示，在介質1中光之行進速度為
, 在介質2中光之行進速度為
，因此耗時為
在這裏我們想知道的是當x值為多少時能使t(x)為最小，以知極值的條件是一次微分為0，所以得到
其中
,
因此我們得到
或
因此我們可說熟悉的司乃耳定律乃是光沿著最省時的路徑行進的結果。
當光線由光密介質(折射率大)入射光疏介質(折射率小)，如果折射率等於某角度θc(臨界角)時會發生折射角90度的情形，臨界角取決於兩折射率的比值
若入射角大於θc(臨界角)則只剩下反射光，也就是全反射。
相關連結
2.師大物理教學示範實驗室：折射與反射、全反射、費瑪原理、司乃耳定律。