Waarom wordt een lichtstraal bij een rond Ledlicht naar binnen afgebogen en bij een vierkante Led naar buiten?

Dat komt door het glazen 'kapje'. Het ronde glas werkt als een bolle lens en het rechthoekige glas werkt als een holle lens.

Toegevoegd na 20 minuten:
Het heeft te maken met de breking van het licht. Die breking van de lichtstralen ontstaat doordat het van vacuüm (in de led), daarna door het glas, en vervolgens door de lucht gaat. Het is lastig zo even in tekst uit te leggen.

Lichtbreking:
Breking van licht (refractie) is het verschijnsel dat lichtstralen van richting veranderen als ze van het ene medium (doorzichtige stof) in het andere terechtkomen. Het licht breekt omdat er een verschil is tussen de dichtheid of doorlaatbaarheid en daarmee de voortplantingssnelheid van licht van de 2 stoffen. Zo betekent een brekingsindex van 1,3 voor water dat de voortplantingssnelheid in water 30% lager is dan in vacuum; voor lucht is die, afhankelijk van de temperatuur en golflengte, slechts ongeveer 0,3% lager. In geen enkel medium is die voortplantingssnelheid groter dan in vacuum.

De verandering in richting wordt bepaald door de brekingsindex (soms ook optische dichtheid genoemd) van de twee media (hoe groter het verschil des te groter de breking) en door de invalshoek waaronder de bundel het grensvlak treft (hoe groter de hoek des te groter de breking). Als een lichtstraal loodrecht invalt op het scheidingsoppervlak van de twee stoffen, loopt hij ongebroken voort."

Toegevoegd na 45 minuten:
Excuus. Vergeet even het stukje over het vacuum in de led. Volgens mij is een led massief en heeft dus geen lucht of vacuum.

De tweede zin van toevoeging moet zijn:
"Die breking van de lichtstralen ontstaat doordat de lichtstralen eerst door glas en vervolgens door lucht gaan."

Als je een heldere LED neemt kun je heel goed observeren dat de bron van het licht eigenlijk een schotelvorm heeft, met daarboven een heel klein anode draadje.
Deze schotelvorm is alles bepalend voor de manier waarop het licht de LED verlaat.
De epoxy lens die bol is heft de uitstraling van de concaaf lens die het schotel is bijna tot volledig op waardoor het licht rechtuit zal schijnen. Vierkante LED's hebben geen bolle lens die een opheffende werking heeft en verlaat het (meeste) licht via de hoeken.

1e bron is een sterk ingezoomde foto van zo'n heldere LED
2e bron zie je duidelijk dat de concaaf lens die de schotel feitelijk is het licht schuin ombuigt...