Considérons le passage d'un rayon lumineux de l'air dans l'eau (rappel : l'eau est un milieu plus réfringent que l'air; le rayon réfracté va se rapprocher de la normale).
Plus l'angle d'incidence est grand, plus la déviation du rayon lumineux est importante. Pour un angle d'incidence de 90°, c'est-à-dire lorsque le rayon incident rase la surface de l'eau, l'angle de réfraction atteint sa valeur maximum : c'est l'angle limite de réfraction.
Sachant que sin (90°) = 1, en remplaçant dans la formule, on peut déterminer la valeur de l'angle limite.
sin i / sin r = n => sin r = sin i / n
or n = 4/3 => sin r = 3/4 => r