菲涅耳方程

當光從一種具有折射率為η1的介質向另一種具有折射率為η2的介質傳播時，在兩者的交界處（通常稱作界面）可能會同時發生光的反射和折射。

在右圖中，入射光線PO到達兩種介質交界面上的點O時，部分光線被反射，反射光為OQ，而部分被折射，折射光為OS。入射光線、反射光線和折射光線各自與法線形成的夾角分別為θi、θr和θt。這些角度之間的關係可由反射定律和斯涅爾定律給出。

入射光的功率被界面反射的比例，我們稱其為反射比R；而將折射的比例稱其為透射比T。對反射比和透射比的計算需要用到電動力學中的電磁波傳播理論，具體方法可參考玻恩的《光學原理：光的傳播、干涉和衍射的電磁理論》以及傑克遜的《經典電動力學》。

反射比和透射比的具體形式還與入射光的偏振有關。入射光分為振動平面平行於入射面的線偏振光（又稱P分量）和振動面垂直於入射面的線偏振光（又稱S分量）。

當光在兩層以上平行表面發生多重反射時，多列反射光波往往會互相發生干涉，從而有可能會使系統總的透射光和反射光振幅表達起來相當複雜，這通常是波長（或頻率）的函數。一個例子是漂浮在水面上的油膜，在光照下會產生多種色彩；其他例子還包括法布里－珀羅干涉儀、透鏡等光學儀器表面所用的能極大降低反射率的鍍膜（增透膜），以及各種光學濾波器。對這些效應的定量計算仍然是基於菲涅耳方程的，但也要考慮額外產生的干涉所帶來的影響，通常可以採用光學中的傳遞矩陣方法來計算這些問題。