Trục chính, quang tâm, tiêu điểm và tiêu cự

**Trục chính** là đường thẳng đi qua tâm của hai mặt cong giới hạn thấu kính, vuông góc với mặt thấu kính tại điểm chính giữa. Mọi hình vẽ quang học trong chương này đều dựng trên nền một trục chính nằm ngang. **Quang tâm O** là điểm chính giữa thấu kính, nằm trên trục chính. Tính chất quan trọng nhất của quang tâm: **một tia sáng bất kì đi qua quang tâm O sẽ truyền thẳng, không đổi hướng** — dù thấu kính là hội tụ hay phân kì. Tính chất này đúng vì tại vùng rất mỏng quanh tâm, hai mặt của thấu kính gần như song song nhau, nên tia sáng khúc xạ vào rồi khúc xạ ra gần như bù trừ nhau hoàn toàn. **Tiêu điểm** là điểm đặc biệt trên trục chính, nơi một chùm tia sáng song song với trục chính hội tụ về (với thấu kính hội tụ) hoặc có đường kéo dài đi qua (với thấu kính phân kì). Mỗi thấu kính có hai tiêu điểm F và F′ nằm đối xứng nhau qua quang tâm O, một ở mỗi phía. Với thấu kính hội tụ, chùm tia tới song song trục chính sau khi ló ra hội tụ thật sự tại tiêu điểm ảnh F′ (phía sau thấu kính, cùng phía với chùm tia ló). Với thấu kính phân kì, chùm tia ló bị loe ra, nhưng đường kéo dài ngược của chúng đi qua tiêu điểm F nằm ở phía trước thấu kính — F ở đây chỉ là một tiêu điểm ảo, không có tia sáng thật nào thực sự đi qua nó. **Tiêu cự f** là khoảng cách từ quang tâm O đến mỗi tiêu điểm: $f = OF = OF'$. Tiêu cự càng nhỏ, thấu kính hội tụ càng "mạnh" — bẻ chùm tia sáng gấp hơn, khiến chùm tia song song hội tụ ngay gần thấu kính. Tiêu cự càng lớn thì thấu kính càng "yếu", điểm hội tụ nằm xa thấu kính hơn.