Lichtstrahlen werden beim Übergang von einem Medium (Beispiel: Luft) in ein anderes Medium (Beispiel: Wasser) gebrochen. Die Lichtbrechung ist unter anderem für das Entstehen von Regenbogen verantwortlich. Zur Erklärung des Phänomens der Lichtbrechung genügen einfache geometrische Beziehungen und das Extremalprinzip der Natur: Ein Lichtstrahl wählt seinen Weg immer so, dass er den Weg in minimaler Zeit zurücklegen kann.
In untenstehender Skizze legt ein Lichtstrahl den Weg vom Punkt zum Punkt zurück. Unterwegs wird er an der -Achse gebrochen. Oberhalb der -Achse beträgt die Geschwindigkeit des Lichtstrahls , unterhalb der -Achse .

1. An welche Stelle durchstösst der Lichtstrahl die Trennlinie der beiden Medien?
2. bzw.  bezeichnen die Winkel des Lichtstrahls gegenüber der Vertikalen. Das Brechnungsgesetz von Snellius besagt Das Brechnungsgesetz soll anhand der berechneten Daten überprüft werden.

1. Die Zeit des Lichtstrahl vom Punkt zum Punkt berechnet sich gemäss Die Funktion hat im relevanten Bereich ein Minimum bei .
2.