La lumière se propage plus lentement dans les matériaux à haute densité en raison de l’interaction accrue des ondes lumineuses avec les atomes et molécules présents dans le milieu. Lorsque la lumière traverse un matériau, elle interagit avec les électrons entourant les atomes et les molécules, provoquant un phénomène appelé réfraction. Cette interaction se traduit par une diminution de la vitesse de la lumière par rapport à sa vitesse dans le vide.

L'indice de réfraction d'un matériau, qui mesure la quantité de lumière qui ralentit lorsqu'elle traverse ce matériau, est directement lié à la densité du matériau. Généralement, les matériaux plus denses ont un indice de réfraction plus élevé, ce qui signifie que la lumière les traverse plus lentement.

Par exemple, l’indice de réfraction de l’eau est d’environ 1,33, tandis que celui du verre est d’environ 1,5. Cela indique que la lumière se propage plus lentement dans le verre que dans l’eau en raison de la densité plus élevée du verre. De même, l’indice de réfraction du diamant, qui est l’un des matériaux naturels les plus denses, est d’environ 2,42, ce qui entraîne un ralentissement significatif de la lumière à l’intérieur du diamant.

En résumé, plus la densité d'un matériau est élevée, plus l'interaction entre la lumière et les particules du matériau est forte, entraînant une diminution de la vitesse de la lumière et un indice de réfraction plus élevé.