以方程式表达为其中，formula_4为入射角，formula_5为折射角。从费马原理，可以推导出司乃耳定律。通过设定光程对于时间的导数为零，可以找到「平稳路径」，这就是光线移动的路径。光线在介质1与介质2的速度分别为其中，formula_8是真空光速。由于介质会减缓光线的速度，折射率formula_1和formula_2都大于formula_11。如右图所示，从点Q到点P的移动时间formula_12为根据费马原理，光线移动的路径是所需时间为极值的路径，取移动时间formula_12