3.2.2 Promieniowy model światła
Fale elektromagnetyczne wychodzące ze źródła poruszają się po liniach prostych. Te linie proste wychodzące ze źródła są nazywane promieniami.
O promieniach światła można myśleć jako o wąskich wiązkach światła podobnych do wytwarzanych przez lasery. W próżni światło porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym z prędkością 300 000 kilometrów na sekundę. Światło porusza się jednak wolniej w innych ośrodkach, takich jako powietrze, woda i szkło. Gdy promień światła, nazywany promieniem padającym, przekracza granicę dwóch ośrodków, pewna część energii światła przenoszonej przez promień zostaje odbita. Dlatego możemy przeglądać się w lustrze. Światło, które zostało odbite, jest nazywane promieniem odbitym.
Energia światła w promieniu padającym, która nie została odbita, wniknie w szkło. Promień wchodzący zostanie odchylony o pewien kąt od pierwotnej ścieżki. Ten promień jest nazywany promieniem załamanym. To, w jakim stopniu promień padający zostanie załamany, zależy od kąta, pod jakim promień pada na powierzchnię szkła, i od stosunku prędkości, z jakimi światło porusza się w tych dwóch ośrodkach.
Załamanie promienia świetlnego na granicy dwóch substancji stanowi powód, dla którego promień światła jest w stanie podróżować poprzez światłowód, nawet jeśli światłowód zostanie wygięty w pętlę.
Gęstość optyczna szkła wpływa na stopień załamania promienia światła w szkle. Gęstość optyczna określa, jak bardzo promień światła zmniejsza szybkość przy przechodzeniu przez daną substancję. Im większa jest gęstość optyczna materiału, tym bardziej światło zwalnia w porównaniu z prędkością w próżni. Stosunek szybkości światła w próżni do szybkości światła w ośrodku jest nazywany współczynnikiem załamania (IR). Stąd też miarą gęstości optycznej ośrodka jest współczynnik załamania tego ośrodka. Ośrodek o dużym współczynniku załamania jest gęstszy optycznie i bardziej spowalnia światło niż ośrodek o mniejszym współczynniku załamania.
W przypadku substancji takiej jak szkło, współczynnik załamania (gęstość optyczna) może zostać zwiększony poprzez dodanie do szkła związków chemicznych. Poprzez oczyszczenie szkła można zmniejszyć współczynnik załamania. Kolejne lekcje dostarczą dalszych informacji na temat odbicia i załamania oraz ich związku z konstrukcją i działaniem światłowodu.