L'angolo tra i fronti d'onda e i raggi d'onda è chiamato angolo di incidenza. L'angolo di incidenza viene misurato tra i fronti d'onda e la normale alla superficie nel punto in cui l'onda colpisce la superficie. La normale è la linea perpendicolare alla superficie nel punto di incidenza.
L'angolo di incidenza determina la direzione dell'onda dopo che ha colpito la superficie. L'onda verrà riflessa dalla superficie con un angolo uguale all'angolo di incidenza. L'onda verrà anche rifratta attraverso la superficie con un angolo determinato dall'indice di rifrazione del materiale sull'altro lato della superficie.
L'indice di rifrazione è una misura di quanto cambia la velocità della luce quando passa da un materiale all'altro. L'indice di rifrazione di un materiale è maggiore di uno se la velocità della luce in quel materiale è inferiore a quella nel vuoto. L'indice di rifrazione di un materiale è inferiore a uno se la velocità della luce è maggiore in quel materiale che nel vuoto.
L'angolo di rifrazione viene calcolato utilizzando la legge di Snell. La legge di Snell afferma che il rapporto tra il seno dell'angolo di incidenza e il seno dell'angolo di rifrazione è uguale al rapporto tra l'indice di rifrazione del materiale sul lato incidente della superficie e l'indice di rifrazione del materiale sul lato trasmesso della superficie.
Ad esempio, se un'onda colpisce una superficie con un angolo di 45 gradi e l'indice di rifrazione del materiale sul lato incidente della superficie è 1,5 e l'indice di rifrazione del materiale sul lato trasmesso della superficie è 1,0, quindi l'angolo di rifrazione sarà di 30 gradi.
Ciò significa che l'onda verrà rifratta attraverso la superficie con un angolo di 30 gradi rispetto alla normale. L'onda verrà riflessa anche dalla superficie con un angolo di 45 gradi rispetto alla normale.
