Angulo de incidencia, cuyo correspondiente de refracción es recto.
Cuando la luz pasa de un medio menos refringente a otro que lo es más, se refracta (siempre que la dirección no sea perpendicular), y el rayo que penetra y se propaga por el segundo medio se aproxima a la normal. En este caso, el ángulo de incidencia, o sea el formado por el rayo incidente con la normal a la superficie de separación de los dos medios, es mayor que el ángulo de refracción, que es el formado por el rayo refractado y la misma normal. Pero si la luz camina en sentido inverso, es decir, del medio más refringente, al que lo es menos, el ángulo de incidencia es menor que el de refracción. En este caso, a medida que la oblicuidad del rayo incidente aumente, y, por lo tanto, el valor del ángulo de incidencia, aumentará también el ángulo de refracción de tal modo que la relación entre los senos de los ángulos permanece invariable. De aquí se sigue, que siendo mayor desde un principio el ángulo de refracción que el de incidencia, conforme vayan creciendo los dos en la misma relación, tiene el primero forzosamente que llegar a valer 90° antes que el segundo. El valor que entonces tenga el ángulo de incidencia marca el ángulo límite.
Este ángulo varía, según sean los medios entre los cuales se verifique la refracción, puesto que depende del índice de refracción, o sea de la relación entre los senos de los ángulos de incidencia y de refracción.
La razón de llamarse límite el ángulo de que se trata, es que marca la inclinación máxima con que puede llegar la luz a la superficie de separación de los dos medios refringentes para que la refracción se verifique. Si un rayo luminoso llega a dicha superficie con mayor inclinación que la que corresponde al ángulo límite, no puede refractarse porque le correspondería un ángulo de refracción de más de 90°, que es el que corresponde al ángulo límite; de suerte que no pudiendo pasar al segundo medio, se refleja en la superficie de separación, como lo haría en una superficie perfectamente pulimentada, originándose así el fenómeno denominado reflexión total, del cual se sacan importantes aplicaciones en la construcción de aparatos de óptica y para la explicación de algunos fenómenos naturales tan curiosos e interesantes como el espejismo.
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