La velocidad a la que un frente de onda plano monocromático se propaga a lo largo de su dirección normal se denomina velocidad de fase de la onda. La velocidad a la que viaja la energía de las ondas de luz se llama velocidad de los rayos. La dirección en la que viaja la luz observada por el ojo humano es la dirección en la que viaja la luz.

Para monocristales no magnéticos, la velocidad de fase de la onda de luz plana es perpendicular a la dirección del desplazamiento eléctrico D e intensidad del campo magnético H, mientras que la dirección de propagación de energía de la onda de luz es perpendicular a H e intensidad del campo eléctrico E. La constante dieléctrica de los medios ópticos anisotrópicos es un tensor de segundo orden.D y E generalmente no son paralelas, por lo que la dirección de la velocidad de fase v y la velocidad lineal v_r generalmente no son consistentes. El ángulo incluido α entre ellos se llama el discreto angle, que es una función de la dirección de la velocidad de fase (o velocidad del rayo) y la dirección de D (o E) (como se muestra en la figura siguiente). La velocidad de fase y la velocidad lineal generalmente no son iguales, y la relación entre ellas esv=v_rporqueα.

La relación de la velocidad a la que viaja la luz en el vacío. (c) a su velocidad de fase v en una dirección dada en un medio óptico anisotrópico se llama índice de refracción para esa dirección. Del mismo modo, la relación dec a la velocidad del rayo en una determinada dirección n_r=c/v_r se llama índice de refracción del rayo en esa dirección.

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