Ak nie je vlnová dĺžka určená, vzťahuje sa n na žlté sodíkové svetlo (l = 589,3 nm). Okrem indexu lomu n, ktorý nazývame absolútnym indexom lomu, poznáme aj relatívny index lomu n12, ktorý je určený podielom absolútnym indexom lomu prostredí, ku ktorým prislúcha: n12 = n1 / n2.
Podľa toho, ako sa index lomu v prostredí mení, rozdeľujeme prostredia na niekoľko skupín. Rovnorodé (homogénne prostredie) je také, ktoré má všade rovnaký index lomu a absorpciu. Ak index lomu závisí od polohy (napr. n v zemskej atmosfére je nepriamoúmerné výške), nazývame prostredie nerovnorodým (nehomogénnym). Izotropné prostredie je také, ktoré má vo všetkých smeroch rovnaký index lomu a absorpciu. V anizotropnom prostredí závisí index lomu od smeru, ktorým sa svetlo šíri.
S indexom lomu úzko súvisí optická dráha. Optická dráha l
je dľžka, ktorú by svetlo prešlo vo vákuu za rovnaký čas ako v danom
prostredí. V homogénnom prostredí určuje l súčin indexu lomu n a geometrickej dráhy s, teda l = ns. V nehomogénnom prostredí musíme rozdeliť dráhu svetla na také malé úseky, že pozdĺž každého z nich môžeme považovať n za konštantu. Pre element optickej dráhy dl potom platí: dl = n ds a pre optickú dráhu medzi bodmi A a B je l = ňAB n ds.
Pri porovnávaní dvoch prostredí 1 a 2 s indexmi lomu n1
a n2 môžeme hovoriť aj o optickej hustote prostredia. Prostredie 1 je opticky hustejšie ako prostredie 2, ak n1 < n2. Prostredie 2 je v tomto prípade opticky redšie.
V geometrickej optike sa podarilo Fermatovi sformulovať princíp
minimálneho času. Podľa tohto princípu si svetlo zo všetkých možných dráh spájajúcich dva body vyberá vždy takú dráhu, ktorú ubehne za najkratší čas.
Zákon priamočiareho šírenia svetla je jednoduchým dôsledkom Fermatovho
princípu, pretože najkratšou spojnicou dvoch bodov je priamka. To isté platí aj o vratnosti optických dejov, pretože čas potrebný na prechod svetla od jedného bodu k druhému je rovnaký, či sa svetlo šíri zľava doprava alebo naopak. Otázka, po akej dráhe sa dostane svetlo z bodu A do bodu B za kratší čas, ak sa má medzitým raz odraziť od rovinného zrkadla, je vyriešená geometrickým spôsobom.
Z obrázku appletu je vidieť, že je to taká dráha ABC, pri ktorej a = a’. Aby sme to ukázali, stačí sa presvedčiť o tom, že každá iná dráha ADB je dlhšia. Pomôžeme si pri tom jednoduchou geometrickou konštrukciou. Z bodu B kolmo na zrkadlo vedieme kolmicu a na jej predĺženie nanesieme za zrkadlo úsečku DB’ = DB. Z obrázka vyplýva, že AC + CB = AC + CB’ a AD + DB = AD + DB’.
Ak počítame veľkosť uhla ACB’, dostaneme uhol ACB’ = a + a’ + (p/2 - a) * (p/2 - a’) = p. To však znamená, že dráha ACB’ je priamka, a preto musí byť dráha ADB lomená čiara. Podľa trojuholníkovej nerovnosti však AC + CB < AD + DB. Vidíme, že zákon odrazu, podľa ktorého a = a’, je obsiahnutý vo Formatovom princípe.