Ha a fénysugár az átlátszó, új közegbe - a közeghatárra nem merőlegesen - hatol be, akkor megváltoztatja az eredeti haladási irányát. Ez a jelenség a fénytörés, vagy refrakció jelensége. Ennek a jelenségnek köszönhetjük, hogy a vízbe ferdén tartott egyenes bot töröttnek látszik vagy, hogy a vízzel telt edény fenekét felemeltnek látjuk.
            A jelenség oka, hogy a különböző optikai sűrűségű közegekben más és más a fény terjedési sebessége (pl. folyadékokban és szilárd testekben kisebb a fény terjedési sebessége, mint a levegőben). A két közegbeli terjedési sebességek arányára fennáll az ún.
Snellius-Descartes-féle törvény, vagyis a beesési szög szinuszának és a törési szög szinuszának aránya egyenlő a két közegbeli terjedési sebességek arányával, tehát ugyanazon két közegre nézve ez a hányados állandó. Ennek a hányadosnak az értékét (n) törésmutatónak nevezzük.

            A víz törésmutatóját a következő eszközzel mérhetjük meg. Egy félkör alakú bádogedény egyenes falának közepén egy üveggel fedett rés van. A kerek fal a közepétől indítva, két irányban 0°-tól 90°-ig fokbeosztással van ellátva. Ha az edényt vízzel félig megtöltjük, s a résen át az egyenes lapra ferde sugárnyalábot bocsátunk be, akkor a nyaláb felső fele a levegőben irányváltozás nélkül, alsó fele pedig a vízben megtörve halad, és esik a körbeosztás valamelyik fokára. Ezek a fokok, a készülék szerkezeténél fogva a beesési, illetve a törési szöget adják. Így ha pl. α=60°, azt találjuk, hogy β=40°30’, tehát a törésmutató
n = sin60°/sin40°30’ = 1,333 = 4/3. Ha az edényt forgatjuk, α és β változik, de szinuszaik viszonya állandóan 4/3 marad. Tehát a fény sebessége a levegőben a 4/3-szor akkora, mint a vízben, ami teljesen megegyezik Jean-Bernard-Léon Foucault (1819-1858) francia fizikus közvetlen mérései eredményeivel.