Kui ühes materjalis kulgev valguskiir kohtab teist, erinevat materjali ja peegeldub kokkupuutepinnalt tagasi ilma valguskaota, ongi tegemist täieliku sisepeegeldusega.

 

                    Joonis 3.1.1 Valguskiire murdumine ja peegeldumine

Langemisnurgaks nimetatakse nurka langeva kiire ja pinna ristsirge vahel (joonisel nurk i. Murdumisnurgaks nimetatakse nurka murdunud kiire ja pinna ristsirge vahel (joonisel nurk r). Kriitiliseks nimetatakse nurka, mille juures langev valguskiir ei välju keskkonnast, vaid hakkab levima piki keskkondade kokkupuutepinda. Peegeldusnurgaks nimetatakse nurka peegeldunud kiire ja pinna ristsirge vahel (joonisel nurk i).

Juhul kui valguskiire langemisnurk on suurem kriitilisest nurgast, peegeldub langev valguskiir täielikult ja ei lähe läbi keskkondade kokkupuutepinnast. Seda nähtust nimetataksegi täielikuks sisepeegelduseks.

Valguskiir levib valguskius vaid täielikuks sisepeegeldumiseks vajaminevate tingimuste täitmise korral.

Teiseks tingimuseks, et valguskiir saaks valgusjuhis levida, peab leviva valguse lainepikkus olema väiksem optilise kiu läbimõõdust ehk teisiti optilise kiu läbimõõt peab olema suurem leviva valguse lainepikkusest. Lainepikkust, millest lühema lainepikkusega valguse levimine on valgusjuhis võimalik, nimetatakse kriitiliseks lainepikkuseks.