「円の中心Oを通るときに限って」は、円周部で直進します。Oからずれはところを通るときは直進しません。

これは、ガラスと空気との境界面が円になっているためです。なぜなら、円の中心を通る直線（すなわち半径の線）と円弧は直交するからです。すなわち、ガラスから空気へ垂直入射しているからです。

円の接線と半径とが直交するという数学の定理を知っていると簡単にわかります。

http://www.morinogakko.com/classroom/sansu/zukei/enn/sessen/goto.html