Promień, którego przedłużenie jest odległe od środka kulki o  pada na jej powierzchnię pod kątem  i załamuje się pod kątem  Ponieważ przy wyjściu z kulki kąty są te same, więc kąt odchylenia tego promienia od kierunku początkowego jest równy  Rozpatrując promienie padające na ekran w pobliżu środka, należy przyjąć, że kąty są małe, tzn.   Gdy spełniony jest warunek  promienie odchylone o  padają na ekran w odległości  od środka. Widzimy, że wiązka o polu przekroju  której moc wynosi oświetla na ekranie koło o polu  Szukane natężenie oświetlenia środka ekranu wynosi więc