Refrakcija je upogibanje valov, ko prehajajo iz enega medija v drugega, zaradi spremembe njihove hitrosti. Pojav je najpogosteje povezan s svetlobo, lahko pa se nanaša tudi na zvočne ali celo vodne valove. To se zgodi, ko serija valov potuje proti novemu mediju pod kotom, tako da ena stran doživi spremembo hitrosti pred drugo, zaradi česar se obrne proti počasnejši strani na enak način, kot se bo premikajoče vozilo nagnilo k obrnjenju, če ena stran je upočasnjena bolj kot druga. Lom lahko povzroči, da so predmeti videti premaknjeni in lahko okrepi oddaljene zvoke. V kontekstu svetlobe ima veliko uporab, kot so leče in prizme.
Lomni količnik
Vsak medij, skozi katerega se lahko premikajo valovi, ima lomni količnik, ki kaže, kako hitro bodo potovali. V primeru svetlobe to ugotovimo tako, da njeno hitrost v vakuumu delimo s hitrostjo v tem določenem mediju. Gre za razmerje med hitrostmi medijev, zato se ne meri v nobeni enoti. Lomni količnik na splošno narašča z gostoto medija: za vakuum je en in je večji od enega za vse znane naravne materiale.
Zrak ima običajno lomni količnik približno 1.00029, vendar se ta razlikuje glede na temperaturo in tlak. Za vodo je vrednost približno 1.33, za steklo pa približno 1.50 – 1.75, odvisno od vrste. Diamant ima zelo visok lomni količnik 2.417, kar ustvarja dobro znani peneči učinek.
Vsakdanji primeri
Najpogostejši primer, ki se uporablja pri razpravi o lomu, je slamica v vodi. Ko slamico damo v kozarec z vodo in gledamo s strani, se zdi, da je zlomljena ali upognjena. To je posledica razlike v lomnih količnikih zraka in vode. Ker je voda gostejša od zraka, se zdi, da se slama upogne, saj je svetloba, ki jo odbija, upočasnjena zaradi gostote vode. Zaradi tega pojava so tudi potopljeni predmeti, kot so ribe, videti bližje površini, kot v resnici so.
Ker se lomni količnik zraka spreminja glede na temperaturo in tlak, se lahko predmeti v določenih pogojih zdijo premaknjeni ali popačeni. En primer je znana iluzija vode, ki leži na cesti v vročem dnevu: to je lomljena slika neba, ki nastane zaradi segrevanja zraka blizu površine ceste. Včasih lahko plasti zraka pri različnih temperaturah in tlakih naredijo vidne predmete, ki so nad obzorjem – to je znano kot fatamorgana. Različne plasti zraka lahko povzročijo podobne pojave z zvokom. V pravih pogojih se lahko zdijo oddaljeni zvoki blizu, ker so nekateri zvočni valovi, ki so sprva usmerjeni nad poslušalcem, lahko upognjeni navzdol, kar poveča glasnost.
Pogostejši primer je mavrica, kjer se sončna svetloba lomi z dežnimi kapljami. Sončna svetloba je sestavljena iz mešanice različnih valovnih dolžin ali barv svetlobe, pri čemer ima modra, na primer, krajšo valovno dolžino kot rdeča. Ko ta svetloba prehaja skozi dežne kaplje, se krajše valovne dolžine upognejo bolj kot daljše, zaradi česar se svetloba razdeli na različne barve.
uporabljate
Najpogostejša uporaba loma je v lečah in prizmah. Leča je zasnovana tako, da se svetloba, ki vstopa vanjo, z lomom osredotoči proti točki, kar ustvarja povečano sliko predmeta. Leče se lahko uporabljajo v daljnogledih in teleskopih za pridobivanje podrobnih slik oddaljenih predmetov ali v povečevalnih očalih in mikroskopih za ogled zelo majhnih predmetov, kot so mikroorganizmi, ki niso vidni s prostim očesom. Prizmo je mogoče uporabiti za razdelitev svetlobe na različne barve na skoraj enak način, kot vodne kapljice ustvarjajo mavrico, vendar daje natančnejšo sliko, ki jo je mogoče uporabiti za podrobno analizo vira svetlobe.
Snelllov zakon
Fenomen loma je bil znan vsaj od časa starih Grkov in številni ljudje so skozi zgodovino oblikovali zakone, ki bi ga opisali, vključno z Ibn Sahlom iz Bagdada, ki je leta 984 prišel do zelo natančnega opisa, ki ga je uporablja za izdelavo leč. Nizozemski astronom Willebrord van Roijen Snell je leta 1621 izdelal matematični zakon, ki ga je René Descartes leta 1637 kasneje spremenil v formulo, imenovano »Snellov zakon«. Z njo je mogoče izračunati lomni kot za svetlobo, ki prehaja skozi dva različna medija.