Спрямуємо на поверхню води в широкій посудині вузький пучок світла під деяким кутом до поверхні. Ми помітимо, що в точках падіння промені проходять у воду, змінюючи при цьому свій напрямок.

Заломленням світла — це зміна напрямку поширення світла в разі його переходу з одного середовища в інше.

Заломлення світла в разі його переходу з повітря в скло:
α — кут падіння
β — кут відбивання
γ (гамма) — кут заломлення (утворений заломленим променем і перпендикуляром до межі поділу двох середовищ)

Закони заломлення світла:
1. Промінь падаючий, промінь заломлений і перпендикуляр до межі поділу середовищ, встановлений із точки падіння променя, лежать в одній площині.
2. Відношення синуса кута падіння до синуса кута заломлення для двох даних середовищ є незмінною величиною:
, де— відносний показник заломлення.

Чому ж світло, переходячи з одного середовища в інше, змінює свій напрямок?
Швидкість світла у вакуумі — 300000км/с. У будь-якому іншому середовищі швидкість світла є меншою, ніж у вакуумі (у воді швидкість світла в 1,33 разу менша, ніж у вакуумі).
Причиною заломлення світла є зміна швидкості поширення світла в разі переходу з одного прозорого середовища в інше.
Прийнято говорити про оптичну густину середовища: чим менша швидкість світла в середовищі, тим більшою є його оптична густина.

чим більше змінюється швидкість світла, тим більше світло заломлюється;
якщо промінь світла переходить у середовище з більшою оптичною густиною (тобто швидкість світла зменшується), то кут заломлення є меншим від кута падіння: ;
якщо промінь світла переходить у середовище з меншою оптичною густиною (тобто швидкість світла збільшується), то кут заломлення є більшим за кут падіння: .

Повне внутрішнє відбивання світла — явище, за якого заломлення світла відсутнє, тобто світло повністю відбивається від середовища з меншою оптичною густиною.

Головне застосування цього явища пов’язане з волоконною оптикою. Якщо в торець суцільної скляної «нитки» спрямувати пучок світла, то після багаторазового відбивання світло вийде на її протилежному кінці незалежно від того, якою буде трубка — вигнутою чи прямою. Таку нитку називають світловодом.

Світловоди застосовують:

у техніці, зокрема для виявлення несправностей усередині двигунів без їх розбирання;
у медицині для дослідження внутрішніх органів (ендоскопія);
для освітлення сонячним світлом закритих приміщень;
як кабелі для передачі інформації (волоконно-оптичні лінії зв’язку), коли ми дивимося телевізор або користуємося Інтернетом, то, скоріш за все, й не здогадуємося, що більшу частину свого «шляху» сигнал долає «скляною дорогою»;