Question

в чем сущность явления преломления света и каковы причины этого явления

Answer 1

Преломление света представляет собой изгибание светового луча. Если луч света распространяется в однородной среде, то его траектория - это прямая, а если имеется граница раздела двух оптических сред, то траектория становится ломаной (отсюда, и термин "преломление"). При этом изгиб прямой светового луча происходит как раз на границе раздела двух сред. Для того, чтобы определить, как именно преломится луч света, необходимо использовать закон Снеллиуса: 
$n_1 sin{theta_1} = n_2 sin{theta_2},$
где $n_1 (n_2)$ - показатель преломления среды, из которой (в которую) падает луч, $theta_1 (theta_2)$ - угол падения (преломления).

Причина явления преломления состоит в различных показателях преломления двух сред, что на самом деле означает различные фазовые скорости электромагнитной волны (света) в каждой из сред. Другими словами, оптическая плотность двух сред отличается и луч света ведет себя по-разному в каждой из сред.