Geht ein Lichtbündel von einem optisch dichteren Stoff zu einem optisch dünneren Stoff über, so wird ein Teil des Lichts gebrochen und ein Teil des Lichtes reflektiert. Das gebrochene Lichtbündel wird vom Lot weg gebrochen, d. h., der Brechungswinkel β ist größer als der Einfallswinkel α.
Dieses Phänomen nennt man Totalreflexion des Lichtes. Der Einfallswinkel, für den der Brechungswinkel 90° ist, heißt Grenzwinkel der Totalreflexion αG.
Ein Grenzwinkel der Totalreflexion existiert nur für den Lichtweg vom optisch dichteren zum optisch dünneren Stoff.
Der Wert des Grenzwinkels für einen Übergang des Lichtes von dem optisch dichteren Stoff 1 zum optisch dünneren Stoff 2 hängt von den Stoffen ab.
| Stoff | Brechzahl n |
| Vakuum | 1 |
| Luft | ≈ 1 |
| Wasser | 1,33 |
| Glas | ≈ 1,5 |
| Rubin | 1,79 |
| Diamant | 2,46 |
Gelangt ein Lichtbündel so in einen durchsichtigen Körper, dass es stets unter ausreichend großen Winkeln auf die Grenzfläche trifft, so wird es in diesem Körper immer wieder reflektiert.
Dies nutzt man bei Lichtleitern aus. Lichtleiter bestehen aus biegsamen Glasfasern. Ein Lichtbündel wird an den Innenwänden der Glasfaser immer wieder total reflektiert und lässt sich daher auch "um die Ecke" leiten.
