Reflectie en breking van licht verwijst naar het aantalfysieke verschijnselen ontdekt als een resultaat van directe observaties, zonder laboratoriumexperimenten. Voor het eerst over gesproken in het oude Griekenland, maar de meeste natuurkundigen zijn geneigd te geloven dat dit feit al eerder bekend was. Het was gewoon dat Cleomed, die leefde in de 1e eeuw van onze tijd in wat nu Griekenland is, de eerste wetenschapper was die probeerde een logische verklaring te geven voor een hele reeks empirisch vastgelegde feiten. Voor hem beschreef Euclid dit fenomeen door de ring te observeren die op de bodem van de kan lag, die in een bepaalde hoek niet zichtbaar was voor de waarnemer, maar als je water in de kan giet, kan de kijker na enige tijd zonder de gezichtshoek te zien het ornament op de bodem zien liggen. Maar omdat Euclid geen gedetailleerde uitleg gaf over deze ervaring, wordt de eerste wetenschapper die de breking in detail heeft bestudeerd, beschouwd als Cleomed.
Het onderwerp van zijn onderzoek was de brekinglicht in water - hij merkte op dat als een lange stok zodanig in water werd ondergedompeld dat een bepaald deel ervan boven het oppervlak bleef, er een visuele breking op de grens van lucht en water is. Maar in feite blijft de stok intact, wat betekent dat de oorzaak van dit optische effect in visuele illusie is?
Dit fenomeen nader onderzoeken,Cleomed merkte op dat als een lichtbundel vanuit een minder dicht medium in een dichter gebied komt, terwijl deze een schuine richting heeft (dat wil zeggen een hoek heeft ten opzichte van de grenzen van twee media), het medium met een hogere dichtheid het naar de verticale richting afbuigt.
Het was met zo'n refractie dat hij de mogelijkheid uitlegde om de zon enige tijd na zonsondergang te zien.
Клеомед дал только самую общую характеристику и beschreef de breking van licht alleen in de vorm van enkele primitieve experimenten, die niettemin een redelijk volledig beeld geven van de algemene wetten die dit proces regelen. Vervolgens vervolgde een andere oude Griekse wetenschapper, die een eeuw later leefde dan Cleomed, het wetenschappelijke onderzoek dat door zijn voorganger was begonnen en kwam bijna in de buurt van een oplossing voor de natuurkundige wetten volgens dewelke de lichtstraal is gebroken.
Na een vrij groot aantal experimenten te hebben uitgevoerd,Claudius Ptolemy was in staat om de geschatte hoek vast te stellen waaronder licht in een bepaald medium wordt gebroken. Dus voor de breking die optreedt wanneer een lichtstraal vanuit de diepte van water in glas passeert, is de brekingshoek 0,88 van de invalshoek. Voor andere omgevingen verandert deze waarde - voor lucht en water is dit 0,76 en voor lucht en glas is dit 0,67.
Maar de volledige vaststelling van wetten waardoorbreking van licht gaat voort, nog enkele eeuwen zijn verstreken. Meer dan één generatie wetenschappers heeft hun kennis verbeterd en de definitieve versie van de lichtbrekingsformule wordt toegeschreven aan Rene Descartes, de beroemdste Franse natuurfysicus.
In de originele editie van de Nederlandse wetenschapper W. Snellius zag de formule voor het berekenen van de invalshoek er als volgt uit:
n = sin (a) / sin (b).
Met andere woorden, de brekingsindex van een lichtbundel voor twee gedefinieerde media is constant en ongewijzigd en is gelijk aan de verhouding van de sinus van de invalshoek tot de sinus van de brekingshoek.
Eindelijk voltooide het onderzoeksproces enbeschrijvingen van de breking van een lichtstraal wanneer deze van het ene medium naar het andere komt, zoals reeds vermeld, Rene Descartes. Hij maakte een vergelijking die verrassend correct de essentie van het proces van breking van licht karakteriseerde en deze vergeleek met een bal die door de lucht vloog. Als hij tijdens zijn vlucht een stof tegenkomt die licht en dun genoeg is om gemakkelijk door te breken en verder te gaan met bewegen, dan verliest hij slechts een deel van zijn oorspronkelijke snelheid en verandert hij enigszins de vluchthoek.
