Un índice de refracción es un valor numérico que indica la forma en que la luz viajará a través de una sustancia en particular en relación con la forma en que viaja a través del vacío. En general, el índice se indica como un valor decimal, pero se basa en la velocidad de la luz en el vacío dividida por la velocidad de la luz que viaja a través de un medio en particular, como el vidrio o el agua. Estos otros medios tienden a reducir la velocidad de la luz y alterar su dirección, por lo que el número resultante tiene un valor mayor que uno. El índice de refracción de un material dado puede ser diferente para diferentes espectros de luz; por lo tanto, un índice generalmente indicará también el tipo de energía luminosa utilizada.
También llamado índice de refracción, el índice de refracción de un material se indica en relación con el vacío. Cuando las personas generalmente se refieren a la velocidad de la luz, aproximadamente 3 × 108 metros por segundo (m / s), a lo que generalmente se refieren es a la velocidad de la luz a través del vacío. Esta velocidad es una constante y es el estándar con el que se comparan otras velocidades cuando se trabaja con luz y se determina el valor de refracción de un material en particular.
El índice de refracción indica cuánto se reduce la velocidad de la luz cuando viaja a través de un medio en particular. A medida que la luz pasa del vacío al vidrio transparente, por ejemplo, todavía pasa a través del vidrio, pero la mayor densidad del vidrio altera la forma en que la luz viaja a través de él. La luz se ralentiza a medida que atraviesa el cristal, y su dirección se altera ligeramente al atravesar el cristal; esto es cierto para cualquier tipo de material transparente. Este efecto a menudo se puede observar colocando un palo recto en un cuerpo de agua. A medida que la luz que viaja del palo al ojo de una persona viaja entre el agua y el aire, se refracta y el palo parece doblado en el agua.
Para determinar el índice de refracción de un medio en particular, alguien determina la velocidad de la luz que viaja a través de ese medio y luego divide la velocidad de la luz en el vacío por la velocidad en el medio. Este valor se indica como un decimal y este número se conoce como el valor de refracción para ese material. El índice para un medio en particular puede ser ligeramente diferente para diferentes frecuencias de luz, por lo que generalmente se indica el tipo de luz utilizada, a menudo una luz amarilla. El agua tiene un índice de refracción de aproximadamente 1.33, lo que significa que la luz en el vacío viaja aproximadamente 1.33 veces más rápido que la luz en el agua, mientras que los diamantes tienen un índice de aproximadamente 2.4, lo que significa que la luz viaja dos veces más rápido en el vacío que a través de un diamante.