这在光学上叫“全反射”或“全内反射”。这种现象会发生在从光密介质(折射率较高，这里为水)到光疏介质(折射率底，这里是空气)传播的光线。一般而言，对于透光介质，一束光线在介质表面会变成两束，一束会被反射回来，遵守反射定律，一束会在介质内传播，遵守斯涅尔折射定律。 反射与折射光线占原光线能量的比例会随入射角的不同而改变，当入射角大于一临界值时，则不会发生折射只会发生反射，这种现象就是全反射。可以把水面以下的光线看成各种入射角都有，在某个角度只能看到特殊入射角的光线，刚好这些光线都超过了临界角，那么在水面上就看不到水面下的东西，所以看起来就像镜子。
