L'indice de réfraction d'un matériau est déterminé par la structure électronique du matériau. Lorsque la lumière traverse un matériau, elle interagit avec les électrons du matériau. Cette interaction ralentit la lumière, ce qui entraîne un indice de réfraction plus élevé.
L'indice de réfraction d'un matériau est également affecté par sa densité. En général, les matériaux plus denses ont des indices de réfraction plus élevés. En effet, les matériaux plus denses contiennent plus d’électrons par unité de volume, ce qui entraîne une interaction plus forte entre la lumière et les électrons.
Les indices de réfraction des matériaux optiques sont généralement très faibles, de l'ordre de 1,0 à 2,0. Cela est dû au fait que l’interaction entre la lumière et les électrons dans les matériaux optiques est relativement faible. Cependant, certains matériaux, comme les semi-conducteurs et les métaux, ont des indices de réfraction beaucoup plus élevés.
Les petits indices de réfraction des matériaux optiques sont importants pour plusieurs raisons. L’une des raisons est qu’ils nous permettent de fabriquer des lentilles et d’autres composants optiques capables de focaliser la lumière sans provoquer trop de distorsion. Une autre raison est que les faibles indices de réfraction des matériaux optiques nous permettent de fabriquer des fibres optiques capables de transmettre la lumière sur de longues distances sans perdre trop de signal.
