Treedt een lichtstraal vanuit een doorzichtige stof in een tweede, dan treedt z.g. breking van de straal op, d.w.z. hij verandert aan het scheidingsvlak der beide stoffen van richting. Het bijzondere hierbij is, dat de b. onafhankelijk is van de richting van de invallende straal (wet van SNELLIUS) . Dit kan worden verklaard met de golftheorie van het licht.
Uit deze theorie volgt nl.: nl,2 = V1/V2, waarbij V1 en V2 de voortplantingssnelheden van het licht in de stoffen 1 en 2 zijn. De voortplantingssnelheid van het licht is nu bij de meeste stoffen in alle rich-tuigen dezelfde. Uitzonderingen vormen de z.g. dubbelbrekendestoffen (z. beneden).
De stof met de kleinere voortplantingssnelheid noemt men de optische dichtere. Is stof 1 het luchtledige, dan spreekt men van de b. van stof 2, welke dan steeds de optische dichtere is. Laat men omgekeerd het licht uit stof 2 invallen volgens de richting A2O, dan is OA, de gebroken straal (dubbele pijlen). Daarbij geldt voor de b. van stof 2 naar stof 1: n2,1 = 1/n1,2 = V2/V1. Een bijzonder geval treedt op als ∠A1ON1 = 90°; de daarbij behorende ∠A2OB2 noemt men de grenshoek. Bij grotere hoeken van inval van deze grenshoek in stof 2, vindt spiegeling (totale terugkaatsing) aan het scheidingsvlak plaats, terwijl er geen licht in 1 treedt. Bij de hiervoor besproken gevallen van breking wordt steeds een deel van het licht aan het scheidingsvlak teruggekaatst (straal OA’1 of straal OA'2, hierbij is ∠B1OA’1 = ∠B1OA'1 respectievelijk ∠B2OA2 = B2O A'2) .
De brekingsindex hangt nog af van de golflengte van het licht (z. Spectrum). Bij optisch anisotrope stoffen is de voortplantingssnelheid van het licht afhankelijk van de richting van de lichtstraal. Uit de golftheorie van het licht volgt, dat er nu een z.g. dubbele breking optreedt; een lichtstraal, die in de anisotrope stof valt, splitst zich in twee afzonderlijke stralen. Slechts bij bijzondere invalsrichtingen (de z.g. hoofdrichtingen) vallen deze beide stralen, die onderling loodrecht gepolariseerd zijn (z. Licht), samen.
De dubbele breking is het eerst geconstateerd aan kalkspaat kristallen. Men gebruikt dubbelbrekende stoffen ter verkrijging van gepolariseerd licht (z. Polarirneter). D. A. DE VRIES.