在上一節，我們討論了直線水波以垂直於界面的方向穿越不同水深區域時，水波性質的變化。若水波以其他角度於這些區域間穿越的話，情況會有不同嗎？

便預設模擬了水波從深水區以一定角度進入淺水區。結果顯示水波除波速與波長出現變化外，水波的傳播方向也出現改變：

以上這個現像稱為折射 (refraction)。事實上，從實驗中可觀察到，當水波以一定角度進入不同水深的區域，越過區域間分界線時，傳播方向便會改變。要理解波的傳播方向為何改變，這個可以從水波折射的波陣面圖中看出來。

【波向為何改變？】
在水深不同的地方，波速會不同。當水波從一個區域進入另一個水深不同的區域時，波陣面某部分會先越過分界面，這部分的波陣面的速率會先發生改變（見(a)）。而波陣面上其他仍未到達分界線的部分，會以原本的速率繼續傳播。這一快一慢，便使波陣面的方向改變了（見(b)）。當波陣面方向改變了，由於傳播方向永遠垂直於波陣面，波的傳播方向也改變。

本小節會看看如何描述折射。一如描述水波的反射般，運用波陣面圖、繪出射線，可表示水波在不同區域的傳播方向。如所示，當水波從深水區進入淺水區時，射線會改變方向。我們可量度射線與法線之間的夾角，定量描述折射前後水波的傳播方向變化多少。一些與折射有關的詞彙可參考下方說明。

折射發生時，入射角、折射角，以及波在不同介質中波速的數學關係是：

\(\displaystyle{\frac{\sin i}{\sin r}=\frac{v_1}{v_2}}\)                               推導方法

其中 \(i\) 和 \(r\) 是波分別在介質 1 中的入射角和在介質 2 中的折射角；\(v\) 的下標表示水波所在的介質。對於波速在介質 1 與介質 2 的比率，科學家給其定義為介質 2 相對於介質 1 的折射率 (refractive index)，以符號 \(n\) 表示：

【例子】
在，水波以一定的角度從一深水區傳播到淺水區，然後又從淺水區傳播到另一較深水的區域。這情況下：