1.        การหักเหของแสงและการเกิดสีรุ้ง

เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าเมื่อแสงเดินทางผ่านตัวกลางซึ่งเปลี่ยนชนิดไป แสงจะเกิดการหักเหขึ้น ตามกฎของเสนลล์ ( Snell's Law) ค่าดัชนีการหักเหของแสงจะขึ้นอยู่กับชนิดของวัสดุที่แสงนั้นผ่านเข้าไป ซึ่งจะทำให้มุมการหักเหของแสงนั้นไม่เท่ากัน ยกตัวอย่างในรูปที่ 1 เป็นการเปรียบเทียบมุมการหักเหของแสงในแก้ว และในอากาศซึ่งจะเห็นได้ว่าแก้วสามารถหักเหแสงได้มากกว่าน้ำ ซึ่งค่าดัชนีการหักเหของแก้วก็จะมากกว่าน้ำตามไปด้วย

รูปที่ 1 ลักษณะการหักเหของแสงที่เกิดขึ้นเมื่อแสงเดินทางผ่านแก้ว และน้ำ ^[1]

ยิ่งไปกว่านั้น แสงซึ่งมีช่วงความยาวคลื่นต่างกัน จะมีมุมของการหักเหที่ต่างกัน ตัวอย่างซึ่งสามารถเห็นได้ชัดเจนที่สุดคือปริซึม ( Prism) เมื่อแสงสีขาวเดินทางผ่านแท่งปริซึม แสงที่ออกมาจากปริซึมจะมีสีที่ต่างกันออกไปดังแสดงในรูปที่ 2

 
รูปที่ 2 แสงสีขาวซึ่งส่องผ่านปริซึมจะถูกแยกสีออกมาได้หลายสี ^[1]

และเมื่อทำการในช่วงแสงซึ่งตาเราสามารถเห็นได้ (แดงไปจนถึงน้ำเงิน) ดัชนีการหักเหของแสงซึ่งมีช่วงความยาวคลื่นต่างกันในวัสดุต่างชนิดกันจะมีค่าซึ่งแสดงในตารางที่ 1