Refraktion ist die Krümmung eines Lichtstrahls, wenn er in ein Medium unterschiedlicher Dichte eintritt. Licht breitet sich im Vakuum und in der Luft am schnellsten aus. Wenn Licht in ein Medium höherer Dichte wie Wasser eintritt, ändert sich seine Geschwindigkeit und bewirkt, dass es sich biegt oder bricht.
Der Winkel, in dem sich das Licht biegt, hängt von der Dichte des neuen Mediums relativ zu dem Medium ab, in dem sich das Licht ursprünglich bewegte. Dies liegt daran, dass sich das Licht in einem dichteren Medium langsamer ausbreitet, wodurch das Licht stärker gebrochen wird. Wenn sich beispielsweise Licht in der Luft ausbreitet und dann auf seinem Weg auf Wasser trifft, verlangsamt es sich, da Wasser dichter als Luft ist, und diese Geschwindigkeitsänderung führt dazu, dass sich das Licht sehr leicht biegt. Wenn Licht von Luft zu Glas statt zu Wasser wandert, biegt es sich stärker, weil Glas dichter ist als Wasser und bewirkt, dass Licht stärker verlangsamt wird als Wasser. In beiden Fällen biegt sich der Lichtstrahl zur "Normalen", die einfach eine senkrecht zur Grenze zwischen Luft und Wasser oder Luft und Glas gezogene Linie ist. Wenn Licht von einem dichteren Medium zu einem selteneren Medium wie Wasser zu Luft wandern würde, würde das Licht beim Erreichen der Luft beschleunigt und sich vom Normalen wegbeugen. Dieses Phänomen der Lichtbiegung aufgrund einer Änderung seiner Geschwindigkeit wird Brechung genannt.
