全反射は，光が物質の境界面で，すべて反射されてしまう現象で，水中（またはガラス中）から空気中へ光が進むときに起こります。

 

これまで，光が種類の違う物質に斜めに入ると，屈折すると学習しました。しかし，入射角がある角度を超えると，光は屈折せず全反射し，鏡のような現象が起こるのです。

下図を見てみましょう。
①水中から空気中に角度をもって入った光は，入射角＜屈折角の原理で屈折します。
②さらに入射角を大きくすると，屈折した光は空気中に出られず，すべて反射して水中にもどります。この現象を「全反射」といい，入射角=反射角が成り立ちます。
図のような角度から水中の金魚を見た場合，金魚からの入射角が大きいため，光は水面で全反射し，目に届きます。そのため，目に届いた反射光を延長した位置に金魚の像が見えます。

水槽の水面の近くにいる金魚を斜め下から見ると，水面に全反射した金魚の像が見えます。