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L'optique est un domaine de la physique recouvrant l'ensemble des phénomènes, sciences et techniques ayant trait à la mesure ou à la génération de la lumière, des couleurs ou plus généralement des photons et des ondes électromagnétiques.

L'optique se subdivise en trois champs de connaissances, l'optique géométrique, l'optique physique et l'optique quantique. Outre ces trois matières, il existe d'autres sujets d'étude en optique, et non des moindres : la colorimétrie, la radiométrie, les matériaux optiques ou encore l'ophtalmologie.

L’indice de réfraction, noté n, est une grandeur sans dimension caractéristique d'un milieu, décrivant le comportement de la lumière dans ce milieu. L'indice dépend de la longueur d'onde de mesure mais aussi des caractéristiques du milieu. L'indice de réfraction est parfois appelé « constante optique » d'un matériau, par abus de langage, cette grandeur étant à la fois variable et liée aux propriétés optiques, cristallographiques ou encore diélectriques des matériaux.

Cette grandeur peut prendre des valeurs très diverses ; bien qu'il soit communément supposé supérieur à 1, l'indice de réfraction peut en réalité prendre des valeurs bien différentes. Dans un milieu absorbant, l'indice de réfraction est un nombre complexe dont la partie imaginaire rend compte de l'atténuation de l'onde dans le milieu. Les milieux biréfringents possèdent deux indices, un ordinaire et un extraordinaire. Certains matériaux particuliers peuvent avoir un indice dit non linéaire, tandis que des métamatériaux ont été élaborés avec des indices négatifs.

L'indice de réfraction intervient notamment dans les lois de Snell-Descartes, qui mettent en jeu le rapport des indices de réfraction. Cet effet, appelé réfraction, est à la base de la conception des lentilles optiques. Les indices de réfraction se mesurent par réfractométrie. L'angle de Brewster, le phénomène de réflexion totale ou encore les coefficients de Fresnel de transmission et de réflexion dépendent de l'indice de réfraction. Le fait que l'indice de réfraction dépende de la longueur d'onde est appelé dispersion et provoque la dispersion de la lumière dans les prismes ou dans les arcs-en-ciel.