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:
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Die Sinus der Winkel verhalten sich umgekehrt zueinander wie die Brechungsindizes der Medien.