Quando un raggio di luce attraversa mezzi materiali diversi, subisce il fenomeno della rifrazione, che consiste in una variazione della velocità e della direzione di propagazione. La deviazione del fascio, ossia l'ampiezza dell'angolo di rifrazione, dipende dal rapporto tra le velocità della luce nei due mezzi. Ad esempio, il fascio luminoso riflesso da un pesce nel mare, passando dall'acqua all'aria, aumenta velocità di propagazione e si avvicina alla superficie di separazione tra i due mezzi. La luce sembra allora provenire da un punto situato al di sopra della reale posizione del pesce, che pertanto appare più vicino alla superficie.