Quando la luce passa da un mezzo ad un altro cambia la sua velocità di propagazione, ma non la frequenza. Il colore resta pertanto immutato. Varia, invece, la lunghezza d'onda perché essa è legata alla velocità di propagazione dalla relazione

velocità = lunghezza d'onda x frequenza.

Nel passaggio da un mezzo meno rifrangente a uno più rifrangente la velocità di propagazione diminuisce e, in proporzione, diminuisce la lunghezza d'onda, essendo la frequenza costante.

Quanto detto vale per un fascio di luce collimato che incide normalmente sull'intefaccia tra i due mezzi. Per incidenza obliqua, invece, si ha il fenomeno della rifrazione, per cui l'onda trasmessa nel materiale più rifrangente ha una direzione diversa da quella incidente (legge di Snell). Per una dato fascio ad incidenza obliqua, la deflessione della luce trasmessa è una funzione dell'indice di rifrazione che, a sua volta, è una funzione della frequenza (colore). I diversi colori vengono così deviati in direzioni differenti, dando luogo al noto effetto di dispersione cromatica (formazione di arcobaleno) della luce trasmessa. Questo fenomeno si osserva, ad esempio, quando la luce attraversa un prisma di vetro, un diamante, una gocciolina d'acqua sospesa in aria, ecc.