Hay muchas explicaciones para esto, como el principio del tiempo mínimo, pero personalmente creo que esta es la mejor explicación, y la más “físicamente real”.
Como se muestra en el diagrama, la luz que proviene del aire tiene una cierta velocidad, con frentes de onda que llegan a cierta frecuencia, y la piedra preciosa (o vidrio, o agua, etc.) reduce la velocidad de la luz. La onda viaja en la dirección de las flechas rojas, pero en realidad se compone de muchos frentes de onda perpendiculares a ese movimiento. Puedes visualizar muchas olas que vienen hacia la playa: ¿ves cómo cada una de las crestas de las olas son perpendiculares al movimiento (paralelas a la playa)?
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¿Por qué los frentes de olas aparecen aplastados en la piedra preciosa? La onda viaja más lentamente, y dado que la frecuencia es una propiedad de la fuente (no del medio, aquí la piedra preciosa), por lo que no puede cambiar, de acuerdo con la ecuación (velocidad) = (longitud de onda) (frecuencia), c = λf, longitud de onda también debe hacerse más pequeño! No se mezcle: la onda en la piedra preciosa tiene la misma frecuencia que en el aire, pero la onda se mueve más lentamente en la piedra preciosa, por lo que la longitud de onda debe ser más corta.
Sin embargo, eso todavía no explica la flexión. Las ondas deben doblarse para mantener continuos los frentes de onda de dos longitudes de onda diferentes. Observe en el diagrama cómo se alinea cada frente de onda. Deben alinearse, porque son parte de la misma ola. Y ahora, ¡mira que la línea roja perpendicular a todos los frentes de onda en la gema, la dirección de desplazamiento de la ola, está ligeramente doblada de la del aire!