Spesso si sente parlare di mezzo più o meno denso in riferimento a una sostanza più o meno rifrangente. Si tratta di un modo di dire derivante dal fatto che, in base all'esperienza, i mezzi più densi, ossia dotati di peso specifico maggiore, sono anche i più rifrangenti. Se questo è senza dubbio vero nella gran maggioranza dei casi, tuttavia non costituisce affatto una regola generale. In altri termini, non esiste una relazione prettamente matematica che leghi sostanze di peso specifico differente al loro indice di rifrazione.
Ma per una medesima sostanza, le variazioni di densità, quelle ad esempio imputabili a mutamenti di pressione, sono invece legate da una legge molto importante trovata indipendentemente da due fisici di nazionalità diversa ma con lo stesso nome e pertanto denominata Legge di Lorentz-Lorentz.
Essa è la seguente:

(n² – 1) / (n² + 2) · 1 / δ = r

dove δ è la densità ed r una costante caratteristica di ciascuna sostanza e che prende il nome di Costante di Rifrazione o Rifrazione Specifica. Dalla formula sopra riportata si nota subito che quando δ tende a 0, n deve tendere a 1 — l'indice di rifrazione del vuoto — com'è logico debba avvenire.
Per sperimentare direttamente la validità di questa legge consideriamo dapprima dell'acqua a 20°C, che possiede una n pari a 1.333 e un peso specifico di 0.9982; successivamente del vapore saturo a 100°C, con una n di 1.000188 e un peso specifico di 0.0006. Se poniamo questi valori nella nostra formuletta troviamo per l'acqua r = 0.206 e per il vapore r = 0.209.
Come si vede, nonostante la forte differenza tra i due indici, la rifrazione specifica è praticamente la stessa in entrambi i casi. Sembra dunque una costante caratteristica della molecola H₂O e non del suo stato fisico.

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