Les substances transparentes sont caractérisées par leur indice de réfraction. Quand la lumière passe dans un milieu matériel, il y a interaction entre les photons de lumière visible et les électrons de la substance matérielle. Cette interaction diminuera la vitesse de la lumière dans ce milieu et aura la capacité de changer la direction de propagation de la lumière. Le rapport de la vitesse de la lumière dans le vide sur la vitesse de la lumière dans le milieu correspond à l'indice de réfraction de cette substance. Sur cette photo, on voit des cristaux de calcite, ou de carbonate de calcium cristallisé. Par sa structure, cette molécule est optiquement anisotrope; elle n'a pas les mêmes propriétés réfractives dans toutes les directions. La lumière incidente y pénétrant aura une vitesse différente selon son axe de polarisation. La calcite a donc deux indices de réfraction différents; elle est alors biréfringente. La lumière qui en émergera aura suivi deux trajectoires différentes et chaque trajectoire sera associée à une polarisation perpendiculaire à l'autre. Ceci peut être observé par le dédoublement du quadrillage vu dans les cristaux et l'observation d'un seul quadrillage lorsqu'on place un filtre polariseur sur les mêmes cristaux.