Afin de visualiser physiquement le phénomène de réfraction-réflexion, on décide de créer un modèle avec un rayon incident d'angle 30 degrés. De plus nous choisissons arbitrairement les indices des milieux tout en conservant un ordre décroisant qui se rapproche de la réalité.
Pour calculer le second angle il nous faut utiliser la loi de Snell-Descartes ou loi de réfraction. D'après cette loi importante, nommée en référence au mathématicien hollandais Willebrord Snell Van Royen, le produit de l'indice de réfraction par le sinus de l'angle d'incidence d'un rayon dans un milieu donné est égal au produit de l'indice de réfraction par le sinus de l'angle de réfraction du deuxième milieu.
n1 . sin1 = n2 . sin2
Le rayon incident, le rayon réfracté et la perpendiculaire au point d'incidence sont dans le même plan. En général, l'indice de réfraction d'un matériau transparent dense est plus élevé que pour un matériau transparent moins dense! Cela signifie que plus un milieu est dense, plus la vitesse de la lumière s'y propageant est faible. Ainsi, un rayon se propageant dans un milieu et qui pénètre dans un second milieu d'indice de réfraction supérieur se rapproche de la normale au plan d'incidence, alors qu'un rayon pénétrant dans un milieu d'indice de réfraction inférieur s'en éloignera. Les rayons incidents perpendiculaires à la surface de séparation des deux milieux sont réfléchis et réfractés perpendiculairement à cette surface.

On arrive au calcul suivant : sin i2 = (n1 . sin i1)/n2 soit i2 = 33°
De même on réalise les calculs suivants :
sin i3 = (n2 . sin i2)/n3 soit i3 = 38°

sin i4 = (n3 . sin i3)/n4 soit i4 = 45°

sin i5 = (n4 . sin i4)/n5 soit i5 = 56°

sin i6 = (n5 . sin i5)/n6 soit i6 = 90°
Nous atteignons ici l'angle limite en effet le rayon réfracté forme un angle de 90° avec la normale à la surface de séparation des milieux (dioptre). Rappelons la définition de l'angle limite.
Lorsqu'un rayon pénètre dans un milieu moins dense, il s'éloigne de la normale à la surface de séparation. Comme l'angle de déviation par rapport à cette perpendiculaire augmente avec l'angle d'incidence, il existe un angle d'incidence, appelé angle limite, pour lequel le rayon réfracté forme un angle de 90° avec la normale à la surface de séparation des milieux. Si l'angle d'incidence est supérieur à l'angle limite, les rayons lumineux sont totalement réfléchis. La réflexion totale est impossible lorsque la lumière passe d'un milieu moins dense à un milieu plus dense. Les trois schémas illustrent une réfraction ordinaire, une réfraction à l'angle limite et une réflexion totale.