Так как показатель преломления материала линзы больше, чем показатель преломления воды, то такая линза, помещенная в воду, будет рассеивающей. Множество пузырьков воздуха, вкрапленных в линзу, тоже можно рассматривать как линзу, но с показателем преломления равным 1. В воде такая линза будет собирающей. Таким образом, больший светлый круг образован лучами, преломившимися в основном материале линзы, а более яркий кружок - лучами, преломившимися в пузырьках воздуха.

Рассмотрим ход лучей, преломившихся на основном материале линзы. Крайние лучи этой группы , образуют границу освещенной области. Так как, диаметр освещенного круга в два раза больше диаметра линзы , фокусное расстояние линзы() равно расстоянию между линзой и экраном (). Как известно, фокусное расстояние линзы определяется по формуле

где - радиусы кривизны преломляющих поверхностей, - относительный показатель преломления линзы (относительно среды). Поэтому отношение фокусных расстояний основной линзы и линзы «пузырьковой» , вычисляется по формуле

Учитывая, что (линза рассеивающая!), вычислим фокусное расстояние воздушной линзы . Теперь с помощью рисунка можем выразить диаметр более яркого пятна

Обозначим падающий на линзу световой поток , тогда поток света, преломившегося в пузырьках, будет равен (где доля площади линзы занимаемой пузырьками); световой поток, преломившийся в основном материале линзы . Освещенность поверхности пропорциональна световому потоку и обратно пропорциональна освещаемой площади. Поэтому освещенность светлого круга . Освещенность поверхности, создаваемая лучами, преломившимися в пузырьках, . Отношение освещенностей центрального пятна и остального круга, выражается формулой

Из этой формулы определяем величину