เมื่อเรามองเห็นวัตถุที่อยู่ในน้ำจะมองเห็นเหมือนตื้นขึ้นมาจากที่เป็นจริง เนื่องจากการเกิดการหักเหในน้ำดังรูป เราเห็นรังสีสองรังสี คือ มาจากจุด O และเสมือนว่ามาจากจุด I ดังนั้นผู้สังเกตจะเห็นภาพเสมือนที่ I
จากรูป วัตถุอยู่ในน้ำตรงจุด C ลึก AC ถ้ามองวัตถุนี้จากอากาศ ปรากฏว่ามีการหักเหของแสงทำให้เห็นวัตถุตื้นขึ้นมาอยู่ที่ B ลึกปรากฏเท่ากับ AB
ดังนั้น จึงอาจเขียนได้ว่า
ถ้าพิจารณากรณีที่มุมมองไม่โตมากนัก หมายถึง กรณีที่ θ1 และ θ2 เป็นมุมเล็กๆ เราจะได้ว่า AB 
OB และ AC ![clip_image012[1]](https://kruchitchai.com/wp-content/uploads/2011/02/clip_image01211.gif "clip_image012[1]"){kind=small}
OC
ดังนั้นได้
แต่
และ
ดังนั้นได้
เมื่อ n1 และ n2 เป็นดรรชนีหักเหของน้ำหรือตัวกลาง 1 และอากาศหรือตัวกลาง 2 ตามลำดับ
