L'indice di rifrazione di un materiale è determinato dalla struttura elettronica del materiale. Quando la luce passa attraverso un materiale, interagisce con gli elettroni nel materiale. Questa interazione fa sì che la luce venga rallentata, il che si traduce in un indice di rifrazione più elevato.
L'indice di rifrazione di un materiale è influenzato anche dalla sua densità. In generale, i materiali più densi hanno indici di rifrazione più elevati. Questo perché i materiali più densi hanno più elettroni per unità di volume, il che si traduce in un'interazione più forte tra la luce e gli elettroni.
Gli indici di rifrazione dei materiali ottici sono tipicamente molto piccoli, dell'ordine da 1,0 a 2,0. Questo perché l'interazione tra luce ed elettroni nei materiali ottici è relativamente debole. Tuttavia, ci sono alcuni materiali, come i semiconduttori e i metalli, che hanno indici di rifrazione molto più elevati.
I piccoli indici di rifrazione dei materiali ottici sono importanti per una serie di ragioni. Uno dei motivi è che ci permettono di realizzare lenti e altri componenti ottici in grado di focalizzare la luce senza causare troppa distorsione. Un altro motivo è che i piccoli indici di rifrazione dei materiali ottici ci consentono di realizzare fibre ottiche in grado di trasmettere la luce su lunghe distanze senza perdere troppo segnale.
