Waarom is er alleen een grenshoek als het van een materiaal naar lucht gaat?

Als de brekingsindex van een materiaal hoger is dan de brekingsindex van lucht betekent dat dat de sinus van de uitvalshoek (in het materiaal kleiner) is dan de sinus van de invalshoek ( in lucht). De sinussen van invalshoek en uitvalshoek hebben een constante verhouding volgens de wet van Snellius, dus voor elke invalshoek kunnen we de wet toepassen. De invalshoek kan maximaal 90 graden zijn. (We beschouwen over het algemeen en in dit geval de hoek ten opzichte van een lijn loodrecht op het oppervlak, de normaal) De uitvalshoek is dan dus altijd wat kleiner, zeg 75 graden. De stralengang is omkeerbaar, dus dat betekent dat licht met een invalshoek van 80 graden binnen het materiaal geen lichtstraal buiten het materiaal kan opleveren, omdat de hoek met de normaal dan groter dan 90 graden zou moeten worden. Bij sterk scherende invalshoeken zul je wel een vergrote reflectie krijgen. De formules zijn een stuk complexer om dit uit te rekenen en er moet rekening gehouden worden met de polarisatie van het licht. De verhouding tussen doorgelaten en gereflecteerd licht kan worden berekend met de vergelijkingen van Fresnel, ook de hoek voor totale reflectie en de Brewsterhoek (hoek waarbij totale transmissie voor verticaal gepolariseerd licht optreedt in transparante materialen) rollen hier uit.