Ein Lichtstrahl breitet sich strenggenommen nur im Vakuum mit der [[Lichtgeschwindigkeit]] ''c'' aus. Beim Hindurchscheinen durch transparente Stoffe wie Waser ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichtes kleiner. Die Brechzahl (=Brechungsindex) ''n'' steht für das Verhältnis beider Geschwindigkeiten, d. h. steht für den Faktor, um den die Lichtgeschwindigkeit im Stoff ''c''<sub>Stoff</sub> kleiner ist als die im Vakuum. Als Formel:
Eine alternative Berechnung der Brechzahl ergibt sich aus der Beobachtung der Lichtbrechung: Beim Übergang eines Lichtstrahles in das optisch dichtere Medium wird der Lichtstrahl zum Lot hin gebrochen. Hierbei gelten (nach Snellius) die folgenden geometrischen Zusammenhänge:
# Die Sinus der Winkel verhalten sich umgekehrt zueinander wie die Brechungsindizes der Medien.{{Bruch|ZL=sin α|BL=<b>&# x2500;───</b>|NL=sin β|ZR=''n''<sub>2</sub>|BR=<b>────</b>|NR=''n''<sub>1</sub>}} Da im Vakuum der Brechungsindex ''n''<sub>1</sub> per Definition den Wert 1 (unverminderte Geschwindigkeit) besitzt, folgt als Sonderfall aus der obigen Gleichung: {{Bruch|ZL=|BL=''n''<sub>2</sub>|NL=|ZR=sin α|BR=<b>────</b>|NR=sin β}}
== Refraktometrie ==
Da der Brechungsindex nicht nur eine stoffabhängige Größe ist, sondern auch mit zunehmender [[Konzentration]] der einer wässrigen Lösung (Salzwasser, Zuckerlösung) ansteigt, hilft der B. bei der '''Identifizierung unbekannter Flüssigkeiten bzw. Konzentrationen''', z. B.:
* Salzsäure mit der [[Massenkonzentration]] 10, 20, 50, 100 u. 150 g [[HCl]]/L hat bei 17,5 °C die Brechzahl 1,3355, 1,3378, 1,3445, 1,3553 bzw. 1,3657.
* Organische Flüssigkeiten haben in der Regel Brechungsindices zwischen 1,3 u. 1,7.
