Em uma medição do índice de refração, o comprimento de onda do feixe de luz é importante devido ao efeito da dispersão nas propriedades das ondas em um meio (conhecida como relação de dispersão). Quase todas as substâncias têm diferentes índices de refração que também diferem dependendo do comprimento de onda usado. Essa relação de dispersão pode ser calculada da seguinte forma.
Sabemos que a velocidade da luz em um meio é:
v = c/n
Onde:
n é o índice de refração
c é a velocidade da luz em um vácuo (ou ar)
v é a velocidade da luz nos meios
De forma semelhante, o comprimento de onda no mesmo meio é:
λ = λ0/n
onde λ0 é o comprimento de onda dessa luz em um vácuo (ou ar).
Portanto, o índice de refração (n) é inversamente proporcional ao comprimento de onda e também à velocidade da luz. Isso significa que quanto maior for o comprimento de onda, menor será o índice de refração. Essa relação é representada pela equação:
v(λ) = c/n(λ)
No entanto, para aplicações industriais que exijam a medição do índice de refração, é necessário ter um comprimento de onda definido e preciso para permitir que a medição do índice de refração de diferentes amostras seja analisada nas mesmas condições para controle de qualidade.
Para gerar um comprimento de onda definido, os refratômetros usam com mais frequência a linha D de sódio, que corresponde a 589,3 nm. Devido ao fato de ser uma fonte de luz amplamente disponível, confiável e estável, a linha D de sódio tem sido utilizada há muito tempo no estudo do índice de refração.