Ba môi trường trong suốt là không khí và hai môi trường khác có các chiết suất tuyệt đối n1, n2 (với n2 > n1). Lần lượt cho ánh sáng truyền đến mặt phân

Trong bài toán này, chúng ta có 3 môi trường: không khí (giả sử chiết suất gần bằng 1), môi trường 1 (chiết suất n₁) và môi trường 2 (chiết suất n₂ với n₂ > n₁). Có 3 cặp môi trường có thể tạo ra:

- Không khí - môi trường 1: Ánh sáng truyền từ không khí (chiết suất nhỏ hơn) sang môi trường 1 (chiết suất lớn hơn). Trong trường hợp này, sẽ không có góc tới hạn. Bởi vì ánh sáng luôn bị khúc xạ khi truyền từ môi trường chiết suất nhỏ sang môi trường chiết suất lớn.

- Không khí - môi trường 2: Tương tự như trường hợp 1, sẽ không có góc tới hạn.

- Môi trường 1 - môi trường 2: Ánh sáng truyền từ môi trường 1 (chiết suất nhỏ hơn) sang môi trường 2 (chiết suất lớn hơn). Trong trường hợp này, sẽ có góc tới hạn.

Công thức tính góc tới hạn: $\sin i_{th}=\frac{n_2}{n_1}$.

Vậy biểu thức $\frac{n_2}{n_1}$ không thể là sin của góc tới hạn i_th đối với cặp môi trường tương ứng.