เมื่อรังสีของแสงเคลื่อนที่ไปถึงขอบของตัวกลางที่สอง บางส่วนของรังสีตกกระทบจะสะท้อนกลับมาในตัวกลางเดิมภาพที่ 1 แสดงให้เห็นว่า รังสีของหลายเส้นเมื่อสะท้อนผิวเรียบจะสะท้อนกลับมาแบบขนานกัน แต่ถ้าผิวไม่เรียบ รังสีอาจสะท้อนในหลายๆทิศทาง ดังภาพที่ 2 ในเรื่องนี้จะกล่าวถึงเฉพาะกรณีที่สะท้อนผิวเรียบเท่านั้น
พิจารณาแสงที่เคลื่อนที่ในอากาศและตกทำมุมกับผิวเรียบแบนตามรูป
รังสีตกกระทบและรังสีสะท้อนจะทำมุม
และ 
กับเส้นที่ลากตั้งฉากกับจุดที่รังสีตกกระทบผิว เราเรียกเส้นนี้ว่า เส้นแนวฉาก
การทดลองแสดงให้เห็นว่า มุมตกกระทบ เท่ากับมุมสะท้อนเสมอ นั่นคือ 
และรังสีตกกระทบ รังสีสะท้อน และเส้นแนวฉาก จะอยู่บนระนาบเดียวกันเสมอ เมื่อแสงเคลื่อนที่จากตัวกลางหนึ่งเข้าไปในอีกตัวกลางหนึ่งความถี่ของแสงไม่เปลี่ยนทำไมจึงเป็นเช่นนั้น พิจารณารูป หน้าคลื่นที่ผ่านผู้สังเกตที่จุด A ในตัวกลางที่1จะมีความถี่ที่แน่นอนค่าหนึ่ง เมื่อคลื่นไปถึงยังผิวรอยต่อและผ่านเข้าไป ผู้สังเกตที่จุด B ในตัวกลางที่ 2 จะวัดความถี่ได้เท่ากับที่ผู้สังเกตที่ A วัดได้เพราะถ้าไม่เป็นไปตามนี้จะต้องมีหน้าคลื่นไปกองที่รอยต่อหรือถูกทำลายหรือเกิดขึ้นใหม่ แต่จากการทดลองไม่มีสิ่งเหล่านี้เกิดขึ้นความถี่จึงต้องคงที่ในทุกๆตัวกลาง
อย่างไรก็ตาม เพราะ 
ซึ่งไม่เท่ากันในแต่ละตัวกลางให้
และ 
ความสัมพันธ์ของ 
ในตัวกลางที่2คือ 
