При переході світла з більш оптично густого середовища в менш оптично густе кут заломлення буде більшим, ніж кут падіння – i˂ r (рис. 3, пр. 1 і 1 `). При деякому значенні кута падіння ігр. кут заломлення дорівнюватиме 90 º, тобто заломлений промінь ковзатиме вздовж межі поділу двох середовищ (промінь 2 і 2`). При подальшому збільшенні кута падіння заломлення не відбувається, все падаюче світло буде відбиватися від межі поділу двох середовищ (промені 3 та 3`). Це явище називається повним внутрішнім відбиванням, а кут ігр – граничним кутом повного внутрішнього відбивання.
Згідно (1) ; (3)
1 середовище
1
2
n1>n2, i˂ r
3 ігр. 3`
2`
2 середовище
r=90º
1`
Рис. 3. Хід променів при переході світла з більш оптично густого середовища в менш оптично густе
Отже, граничний кут заломлення і граничний кут повного внутрішнього відбивання для даних середовищ визначається величинами абсолютних показників заломлення (2-3).
Існує зв’язок між граничним кутом заломлення rгр. і показником заломлення. Проте експериментально виміряти rгр. не можна. Але певній величині rгр. завжди відповідає певне значення кута β виходу променя з вимірювальної призми в повітря. Спираючись на певні теореми і вирази можна отримати співвідношення, яке пов’язує показник заломлення досліджуваної речовини з кутом виходу променя з вимірювальної призми в повітря.