Promienie skupiają się w punkcie będącym ogniskową soczewki. Zaznaczmy kąt padania i kąt załamania światła w kuli. Z własności kuli wiemy, że styczna do kuli jest prostopadła do promienia tej kuli. Korzystając z prawa załamania (prawo Snella) wiemy, że stosunek sinusa kąta padania do sinusa kąta załamania jest dla dwóch danych ośrodków wielkością stałą, równą stosunkowi szybkości światła w tych ośrodkach i zwaną względnym współczynnikiem załamania ośrodka drugiego względem pierwszego:

$\frac{\sin \alpha }{\sin \beta }=\frac{n_2}{n_1}$  

Można to zilustrować rysunkiem: