La vitesse à laquelle un front d'onde plan monochromatique se propage le long de sa direction normale est appelée vitesse de phase de l'onde. La vitesse à laquelle l'énergie des ondes lumineuses se déplace est appelée vitesse des rayons. La direction dans laquelle la lumière se déplace telle qu'observée par l'œil humain est la direction dans laquelle se déplace la lumière.

Pour un monocristal non magnétique, la vitesse de phase de l'onde lumineuse plane est perpendiculaire à la direction du déplacement électrique D et l'intensité du champ magnétique H, tandis que la direction de propagation de l'énergie de l'onde lumineuse est perpendiculaire à H et l'intensité du champ électrique E. La constante diélectrique des milieux optiques anisotropes est un tenseur du second ordre.D et E ne sont généralement pas parallèles, donc la direction de la vitesse de phase v et la vitesse linéaire v_r ne sont généralement pas cohérents. L'angle inclus α entre eux est appelé le discret angle, qui est fonction de la direction de la vitesse de phase (ou vitesse du rayon) et de la direction de D (ou E) (comme le montre la figure ci-dessous). La vitesse de phase et la vitesse linéaire ne sont généralement pas égales, et la relation entre elles estv=v_rcarα.

Le rapport de la vitesse à laquelle la lumière se déplace dans le vide (c) à sa vitesse de phase v dans une direction donnée dans un milieu optique anisotrope est appelé indice de réfraction pour cette direction. De même, le rapport dec à la vitesse du rayon dans une certaine direction n_r=c/v_r est appelé indice de réfraction du rayon dans cette direction.

Plaques d'onde WISOPTIC