La surface de séparation des deux milieux transparents est appelé un « dioptre »

La réfraction est le changement de direction que subit un rayonnement lumineux lorsqu'il passe obliquement d'un milieu transparent (comme l'air), à un autre milieu transparent (comme le verre ou l'eau). Le rayon lumineux n'est pas dévié lorsqu'il est perpendiculaire au dioptre.

Ce phénomène est la conséquence de la différence de vitesse de la lumière dans les différents milieux transparents.

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Soit « i » et « r » les angles d'incidence des rayons dans un milieu puis dans l'autre. Ils sont reliés par la formule : n1 sin i = n2 sin r où n1 et n2 sont les indices de réfraction respectifs deux milieux transparents.

L'indice de réfraction d'un milieu transparent est égal au rapport de la vitesse de la lumière dans le vide ou dans l'air (qui sont approximativement égales) par la vitesse de la lumière dans ce milieu. Ainsi est par exemple, l'indice de réfraction du verre dans le quel la lumière se déplace à 197 300 Km/s est de 300 000/197 300 = 1,52