Rys. 1

Aby skonstruować obraz przedmiotu, jaki powstaje w soczewce, musimy odpowiedzieć na pytania: jak biegnie promień równoległy do osi optycznej po przejściu przez soczewkę oraz jak biegnie promień przechodzący przez środek soczewki. W przypadku promienia równoległego możemy wprowadzić umieszczony w powietrzu układ zastępczy, złożony ze stykających się cienkich soczewek - szklanej o promieniach krzywizny oraz płasko-wklęsłej soczewki wodnej (Rys. 1). Odwrotność ogniskowej takiego układu jest sumą odwrotności poszczególnych soczewek:

Rys. 2

Oznaczmy kąt padania na środek soczewki promienia wychodzącego z końca przedmiotu (Rys. 2) przez a kąt załamania tego promienia przez Ponieważ przedmiot jest mały, mamy zgodnie z prawem załamania. Korzystając z rysunku 2 i przybliżenia małych kątów, otrzymujemy związki: gdzie jest odległością obrazu od soczewki, wysokością obrazu. Z podobieństwa odpowiednich trójkątów mamy też:

Stąd , a szukane powiększenie dane jest wzorem