镜像位置看起来位于镜面后方相应距离_摄影中的阴影可以保留结构和空间线索

色差源于不同波长光在透镜中的折射差异。消色差透镜可通过不同材料组合减小色差。反射望远镜能避免透镜折射产生的色差。菲涅耳透镜利用分段结构减小材料厚度。光阑限制通过光学系统的光束范围。远心成像能够减弱物距变化造成的倍率变化。光路可逆原理适用于许多常见线性光学系统。太阳投影成像遵循小孔或透镜的成像规律。光学仪器的清晰程度受到多种物理因素限制。

几何光学用光线描述光的传播路径。光线模型适合尺寸显著大于波长的情形。均匀各向同性介质中的光通常沿直线传播。反射角等于入射角是镜面反射的基本关系。入射角与反射角都相对于界面法线测量。漫反射来自粗糙表面上不同方向的局部反射。漫反射的每个局部过程仍然遵守反射定律。平面镜成像表现为物体关于镜面的对称。

凸透镜在空气中通常具有会聚平行光的作用。凹透镜在空气中通常使平行光束发散。透镜焦距受表面曲率和材料折射率影响。薄透镜公式依赖近轴光线等近似条件。放大率描述像尺寸与物体尺寸之间的关系。放大镜利用凸透镜形成放大的正立虚像。照相机通常利用透镜在感光面形成实像。相机光圈大小影响进光量和景深范围。景深表示物体前后看起来相对清晰的距离范围。