Luz: reflexión, refracción y ondas electromagnéticas

Ángulo de emergencia. Ley de Snell en la superficie agua-aire, con ángulos medidos desde la normal (la vertical):$$n_{\text{agua}}\,\text{sen}\,\theta_i = n_{\text{aire}}\,\text{sen}\,\theta_r\quad\Longrightarrow\quad \text{sen}\,\theta_r = 1{,}33\cdot\text{sen}\,40^\circ = 0{,}855$$$$\theta_r = \arcsin 0{,}855 = 58{,}7^\circ$$La luz sale al aire formando $58{,}7^\circ$ con la vertical: se aleja de la normal porque pasa a un medio menos refringente.

Ángulo límite. El haz deja de salir cuando el ángulo de refracción alcanzaría $90^\circ$:$$n_{\text{agua}}\,\text{sen}\,\theta_L = 1\cdot\text{sen}\,90^\circ\quad\Longrightarrow\quad \text{sen}\,\theta_L = \frac{1}{1{,}33} = 0{,}752$$$$\theta_L = 48{,}8^\circ$$Para ángulos de incidencia mayores que $48{,}8^\circ$ la luz se refleja totalmente en la superficie y vuelve al agua. Con $40^\circ$ sí sale.