Quais são as condições, em termos de índices de refração e ângulo de incidência, para ocorrer reflexão interna total entre duas camadas de ar?

Ocorre quando a luz passa de uma camada com maior índice (n1) para outra com menor índice (n2) e o ângulo de incidência é maior que o ângulo crítico \( \theta_c \), dado por \( \sin\theta_c=\dfrac{n_2}{n_1}\).

Explicação:
É preciso que n1>n2 e que o ângulo de incidência medida em relação à normal satisfaça \( \theta>\theta_c \). Nesse caso não há refração transmitida e toda a luz é refletida de volta (reflexão interna total), o que explica imagens que retornam ao observador em miragens.

Exemplo:
Considere uma fibra óptica com núcleo de índice \(n_1=1{,}50\) e revestimento de índice \(n_2=1{,}45\).
\( \sin\theta_c=\dfrac{1{,}45}{1{,}50}=0{,}9667\) → \( \theta_c\approx75^\circ\).
Logo, raios com ângulo de incidência \(>\!75^\circ\) (em relação à normal) são totalmente refletidos no interior do núcleo, mantendo a luz confinada pela reflexão interna total.