Materi
Cahaya merambat paling cepat di ruang hampa, c = 3,00 × 10⁸ m/s, dan lebih lambat di dalam bahan. Indeks bias suatu bahan adalah perbandingan keduanya, n = c ÷ v, sehingga nilainya selalu 1 atau lebih: udara sekitar 1,00, air 1,33, kaca biasa sekitar 1,5. Perubahan kecepatan saat cahaya melewati bidang batas dua bahan membelokkan arah sinar; peristiwa ini disebut pembiasan.
Hukum Snellius menghubungkan sudut datang θ₁ dan sudut bias θ₂, keduanya diukur dari garis normal: n₁ × sin θ₁ = n₂ × sin θ₂. Sinar yang masuk ke bahan berindeks bias lebih besar dibelokkan mendekati normal; sinar yang keluar ke bahan berindeks lebih kecil dibelokkan menjauhi normal. Pada arah keluar itu, ada sudut datang yang membuat sudut biasnya 90°, disebut sudut kritis, dengan sin θc = n₂ ÷ n₁. Bila sudut datangnya melebihi sudut kritis, tidak ada cahaya yang dibiaskan dan seluruhnya dipantulkan kembali. Pemantulan total inilah yang menjaga cahaya tetap di dalam serat optik.
Contoh, langkah demi langkah. Cahaya dari udara masuk ke kaca n = 1,5 dengan sin θ₁ = 0,6. Langkah pertama, 1,00 × 0,6 = 1,5 × sin θ₂. Langkah kedua, sin θ₂ = 0,4, lebih kecil dari 0,6, jadi sinar membelok mendekati normal.
