La déviation de la lumière à l'interface

À l'interface entre deux milieux d'indices optiques différents (dioptre), un rayon incident se divise en général en un rayon réfléchi et un rayon réfracté.

Ces phénomènes de réflexion et de réfraction obéissent aux lois de Snell-Descartes :

• le rayon incident, le rayon réfléchi, le rayon réfracté et la normale appartiennent tous au même plan, appelé plan d'incidence ; 
  
• la réflexion respecte l'égalité :  ;
  
• la réfraction respecte l'égalité : .
  

Remarque : lorsque  (ce qui est le cas lors du passage de l'eau à l'air, par exemple), alors  et . L'angle  ne peut pas avoir une valeur supérieur à 90° sinon il ne serait pas dans le milieu ; il n'y a donc pas de rayon réfracté si le rayon incident arrive avec un angle très grand qui correspondrait à une valeur "théorique" de . Dans ce cas, comme il n'y a pas de rayon réfracté mais uniquement un rayon réfléchi, le phénomène s'appelle la réflexion totale. Il est mis à profit à l'intérieur des fibres optiques pour guider la lumière.