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Fällt Licht geneigt auf die Grenzfläche zwischen zwei verschiedenen Stoffen, dann wird es in der Regel aus seiner ursprünglichen Ausbreitungsrichtung abgelenkt. Diesen Vorgang bezeichnet man als Brechung.
Die wesentliche Voraussetzung für das Zustandekommen der Brechung ist eine unterschiedliche Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichtes in den Stoffen, die aneinandergrenzen. Für die Brechung von Licht gilt das Brechungsgesetz:
$\frac{\sin \alpha }{\sin \beta }=\frac{c_1}{c_2}\text{oder}\frac{\sin \alpha }{\sin \beta }=n$
Das Brechungsgesetz kann man z.B. experimentell oder aus dem fermatschen Prinzip herleiten.

Das von dem französischen Mathematiker und Juristen PIERRE DE FERMAT (1601-1665) gefundene Prinzip ist ein Extremalprinzip für die Ausbreitung von Licht. Es besagt, dass Licht zwischen zwei Punkten den zeitlich kürzesten Weg zurücklegt, der nicht immer der geometrisch kürzeste ist. Damit wird die Laufzeit des Lichtes zwischen zwei Punkten ein Minimum. Das fermatsche Prinzip ist ein grundlegendes Prinzip der geometrischen Optik. Mithilfe des fermatschen Prinzips kann man z.B. das Brechungsgesetz herleiten.

Licht ist eine sehr komplizierte Erscheinung, die mit unterschiedlichen Modellen beschrieben werden kann. Da ein Modell jeweils nur einige Merkmale oder Eigenschaften eines Originals widerspiegelt, hat jedes der Modelle einen bestimmten Anwendungsbereich. Das Modell Lichtstrahl ist ein Modell zur Darstellung des Weges, den das Licht zurücklegt. Es wird vor allem dann genutzt, wenn man in einfacher Weise die geradlinige Ausbreitung des Lichtes, die Entstehung von Schatten oder den Verlauf des Lichtes bei der Reflexion und bei der Brechung darstellen will. Das Modell versagt bei solchen Erscheinungen wie der Beugung, der Interferenz oder der Polarisation.

Ein Regenbogen ist eine Naturerscheinung. Er ist zu beobachten, wenn man die Sonne im Rücken hat und eine abziehende Regenwolke von der Sonne beleuchtet wird. Charakteristisch für einen Regenbogen ist ein Farbband mit den Spektralfarben Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau und Violett, wobei die Farben stets in gleicher Reihenfolge auftreten.
Manchmal ist über einem Regenbogen ein zweiter, lichtschwächerer Nebenregenbogen zu beobachten, bei dem eine umgekehrte Farbfolge zu sehen ist.

Fällt Licht geneigt auf die Grenzfläche zwischen zwei verschiedenen Stoffen, dann wird es in der Regel aus seiner ursprünglichen Ausbreitungsrichtung abgelenkt. Diesen Vorgang bezeichnet man als Brechung.
Die wesentliche Voraussetzung für das Zustandekommen der Brechung ist eine unterschiedliche Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichtes in den Stoffen, die aneinander grenzen.