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, der Austrittswinkel ß 𝜷 ist kleiner als der Eintrittswinkel α. Für unseren Bleistift bedeutet dies, dass der Knick genauso verläuft wie der Lichtstrahl im rechten Bild. Nach ''Snellius'' gelten bei der Brechung die folgenden Zusammenhänge:
[[Bild:Brechung.png|right|300px]]
Die Sinus der Winkel verhalten sich umgekehrt zueinander wie die Brechungsindizes der Medien.
Da im Vakuum der Brechungsindex ''n''<sub>1</sub> per Definition den Wert 1 (unverminderte Geschwindigkeit) besitzt, folgt als Sonderfall aus der obigen Gleichung: