Направим луч лазерной указки сквозь стенку аквариума на поверхность воды, и при достаточно большом угле падения луч отражается от границы раздела воды и воздуха, как от зеркала. Согласно закона Снеллиуса, когда луч света преломляется, попадая в среду с меньшим показателем преломления, угол преломления больше угла падения. С увеличением угла падения угол преломления растёт ещё быстрее и в какой-то момент становится равным 90° — преломлённый луч скользит вдоль границы раздела сред. Но ведь угол падения можно увеличивать и дальше, а углу преломления расти уже некуда!

Что же мы видим на опыте? С увеличением угла падения становится заметным не только преломлённый, но и отражённый луч. Он становится всё ярче, а преломлённый луч — всё слабее и совсем исчезает при угле преломления 90°. Теперь весь свет отражается от границы раздела сред, а соответствующий угол падения называется углом полного внутреннего отражения. На границе с воздухом для воды с показателем преломления 1,33 угол полного внутреннего отражения составляет 54°, а для алмаза с показателем преломления 2,43 — всего 25°, и это во многом объясняет неповторимую игру света в бриллиантах.

При отражении даже от самых лучших зеркал часть света всё-таки поглощается, а при полном внутреннем отражении потерь нет, поэтому оно широко используется в различных оптических приборах. Например, призма Порро с основаниями в виде равнобедренных прямоугольных треугольников за счёт двукратного полного внутреннего отражения на боковых гранях разворачивает луч света на 180°. В призматических биноклях система из двух таких призм выполняет две функции: переворачивает изображение, возвращая его в привычное нам положение, и «сворачивает» длинный оптический путь от объектива до окуляра в компактной конструкции.

А теперь сделаем такой опыт: возьмём две ложки, закоптим одну из них над свечой дочерна и опустим обе ложки под воду. Удивительно, но закопчённая ложка блестит как зеркало! Вынем её из-под воды — ложка по-прежнему покрыта сажей и черна, как ночь. Дело в том, что сажа не смачивается водой и при погружении под воду затягивает тонкий слой воздуха на своей поверхности. Световые лучи падают из воды на этот слой воздуха и испытывают полное внутреннее отражение, поэтому поверхность ложки выглядит зеркальной.

Благодаря полному внутреннему отражению луч лазера может «захватываться» струёй воды, вытекающей из горизонтальной трубки и падающей вниз. Модель такой струи можно сделать из стеклянной палочки, согнув её в пламени горелки. Точно так же изображение передаётся в оптоволоконных кабелях, состоящих из большого числа тонких гибких волокон.

И ещё один простой, но красивый опыт. Возьмём стеклянный стакан, и сквозь его стенку отлично видны пальцы руки. А теперь нальём в стакан воду, и пальцы исчезают! Прижмём их к стенке стакана посильнее, и теперь видны отпечатки пальцев. Ослабим нажим — отпечатки исчезают, снова прижмём — отпечатки появились. Как же это можно объяснить?