مشاهدات تجربی و آزمایشات نوری نشان می دهد که وقتی نور از یک محیط بر محیطی متفاوت از اولی می تابد مسیر اولی خودش را دنبال نمی کند. چرا؟

اگر در کنار استخر آب بایستید قامت خود را در آب کج می بینید.

اگریک نی را وارد یک لیوان آب بکنید و از بیرون به داخل لیوان نگاه کنید نی را خم شده حس می کنید.

درختان کنار رودخانه در داخل آب تصویر کجی دارند.

غواص های داخل آب باید از شکسته شدن مسیر نور در بین محیط ها با خبر باشند و الا ایستگاه اولیه خود را پیدا نمی کنند.

چرا شکست اتفاق می افتد؟

انتشار نور در محیط ها به کمیت های فیزیکی آن محیط ها وابسته است. وقتی نور از محیطی با گذر دهی الکتریکی (e₁) و تراوایی مغناطیسی (m₁) به محیطی با گذر دهی الکتریکی (e₂ ) و تراوایی مغناطیسی (m₂) گذر می کند با کمیت های فیزیکی محیطی جدیدی روبه رو می شود. و سرعت غیر یکسانی در این دو محیط دارد.

یک قطره روغن معین را در این آزمایش زیر نظر گرفته و سقوط آن را بررسی کنیم. هنگامی که میدان الکتریکی اعمال نمی‌شود، سقوط قطره روغن فقط در اثر نیروی ثقل زمین رخ می‌دهد. به عبارت دیگر نیروی وزن قطره موجب سقوط آن می‌گردد. از طرفی مقاومت محیط (هوا) در برابر سقوط ذره موجب می‌شود که قطره به طور مستمر شتاب نگیرد، بلکه در نهایت به سرعت ثابتی خواهد رسید، در این حالت نیروی وزن قطره ، با نیروی مقاوم در برابر سقوط آن برابر می‌شود:

. انرژی جنبشی یکی از صورتهای مختلف انرژی است که باعث حرکت یک جسم می‌شود انرژی جنبشی یک جسم با جرم جسم و مجذور سرعت رابطه مستقیم دارد.