Thấu kính hội tụ, phân kỳ — dựng ảnh và vận dụng

Thấu kính hội tụ có phần rìa mỏng hơn phần giữa (dày giữa, mỏng rìa); một chùm tia sáng song song với trục chính, sau khi qua thấu kính hội tụ, sẽ hội tụ lại tại tiêu điểm $F'$. Thấu kính phân kỳ có hình dạng ngược lại — dày ở rìa, mỏng ở giữa; chùm tia song song sau khi qua thấu kính phân kỳ sẽ loe rộng ra như thể xuất phát từ một điểm ảo phía trước thấu kính. Mỗi thấu kính có một trục chính đi qua quang tâm $O$, hai tiêu điểm $F$ và $F'$ đối xứng qua $O$, và khoảng cách $OF = OF' = f$ gọi là tiêu cự. Để xác định ảnh của một điểm sáng qua thấu kính, chỉ cần vẽ hai trong ba tia đặc biệt xuất phát từ điểm đó: tia đi qua quang tâm $O$ truyền thẳng không đổi phương; tia đi song song trục chính, sau khi qua thấu kính đi qua tiêu điểm $F'$ (hội tụ) hoặc có đường kéo dài đi qua tiêu điểm $F$ (phân kỳ); tia đi qua tiêu điểm $F$ trước khi tới thấu kính (hội tụ), sau khi qua thấu kính đi song song trục chính. Giao điểm của hai tia ló (hoặc đường kéo dài của chúng) chính là ảnh của điểm sáng ban đầu. Với thấu kính hội tụ, tính chất ảnh phụ thuộc vào vị trí đặt vật so với tiêu cự $f$: vật đặt ngoài khoảng $2f$ ($d > 2f$) cho ảnh thật, ngược chiều, nhỏ hơn vật; vật đặt trong khoảng từ $f$ đến $2f$ ($f < d < 2f$) cho ảnh thật, ngược chiều, lớn hơn vật; vật đặt trong khoảng tiêu cự ($d < f$) cho ảnh ảo, cùng chiều, lớn hơn vật — đây chính là nguyên lí kính lúp. Với thấu kính phân kỳ, dù đặt vật ở vị trí nào, ảnh luôn là ảnh ảo, cùng chiều, và nhỏ hơn vật. Điểm mấu chốt để không nhầm hai loại thấu kính khi làm bài là nhìn vào hình dạng trước khi vẽ bất kỳ tia nào: thấu kính hội tụ có ba trường hợp ảnh khác nhau tuỳ vị trí vật, còn thấu kính phân kỳ chỉ có đúng một loại ảnh cố định. Vì vậy, nếu đề bài không cho biết loại thấu kính, chỉ cần một dữ kiện — ảnh thu được là ảnh thật hay ảnh ảo — cũng đủ để xác định ngay đó là thấu kính hội tụ hay phân kỳ.