什麼是像？
物體上的每一點都向四面八方散射光。一個光學元件——鏡子或透鏡——把離開某一物點的光錐重新導向，使這些光線要麼在某點真正重新交會，要麼只是看似從某點發出。真正交會之處，你得到實像：你能用屏幕接住它，就像投影機或相機感光元件那樣。只是看似發出之處，你得到虛像：你的眼睛把發散的光線向後延伸，但那裡其實沒有光——平面鏡在玻璃後方的像就是典型例子。
曲面鏡與焦距
平面鏡只給出同樣大小的虛像。把它彎曲，它就獲得了聚光能力。凹面鏡（球面鏡）像湯匙內側那樣向內凹；平行光線（比方來自遠處物體）全都會聚到單一焦點。從鏡面到該點的距離就是焦距 f。凸面鏡向外凸出，把平行光線散開，因此它們只是看似從鏡後的焦點發出——這就是為什麼商店防盜鏡與副駕駛側後視鏡能給出廣角而縮小的視野。
薄透鏡：會聚與發散
薄透鏡用折射而非反射做同樣的工作。會聚（凸）透鏡中間厚；它把平行光線向內彎，會聚到另一側的實焦點——這就是能點燃紙張的放大鏡。發散（凹）透鏡中間薄，把光線散開，給出一個虛焦點。我們把它們理想化為薄透鏡：假裝所有彎折都發生在單一中央平面上，並忽略玻璃厚度。我們也假設近軸光線——靠近光軸且幾乎平行於它的光線——如此簡單的公式才成立。
光線圖：把像畫出來
只要從物體頂端畫三條主光線，就能定出任何像；它們相交之處便是像的頂端。對會聚透鏡而言：(1) 一條平行於光軸的光線折射後通過另一側焦點；(2) 一條通過透鏡中心的光線直穿而不偏折；(3) 一條通過近側焦點的光線折射後平行於光軸射出。任取其中兩條即可——第三條用來檢驗。這就是光線圖，只要知道焦點在哪，它對每一面鏡子與每一片透鏡都適用。
薄透鏡公式與放大率
作圖靠直覺，代數求精確。設 d_o 為物體到透鏡的距離，d_i 為像距，f 為焦距。薄透鏡公式把它們綁在一起。符號約定承載了意義：會聚透鏡 f>0，發散透鏡 f<0；另一側的實像 d_i>0，同側的虛像 d_i<0。
薄透鏡（與面鏡）公式。凹面鏡也遵守同樣的形式，只是符號約定略有不同。
放大率。|m| > 1 放大，|m| < 1 縮小；m 為負表示像倒立，為正表示正立。
同樣這兩條公式、同樣的符號規則，描述了你的眼鏡（矯正像落在視網膜上的位置）、投影機、顯微鏡與望遠鏡。改變的只是 f 與你把物體擺在哪——物理就這一頁。