A domború lencse képalkotása
Helyezzük el az optikai tengelyre merőlegesen egy T tárgyat, amelynek az egyszerűség érdekében tekintsünk el az optikai tengelyen mérhető kiterjedésétől! Mivel a tárgynak az optikai tengelyen álló alappontjának képe is az optikai tengelyre esik, és - amint az könnyen ellenőrizhető - a kép is a tengelyre merőleges állású lesz, elegendő a tárgy csúcspontjának (a nyíl hegyének) képét megkeresni, a kép abból meghatározható.
Képszerkesztés az optikai tengellyel párhuzamos és a lencse középpontján átmenő fénysugárral

Képszerkesztés az optikai tengellyel párhuzamos és a lencse középpontján átmenő fénysugárral

Alkalmazzuk a következő elnevezéseket:

A tárgy és kép síkjának a lencse fősíkjától (egyszerűbben a  tárgy és kép optikai tengelyen lévő pontjának a lencse közép­pontjától) mért távolságát tárgy- illetve képtávolságnak nevezzük.

A kísérletből megfigyelhetjük a kép helyének és méretének a tárgytávolságtól és a tárgy nagyságától való függését is.
Ha a tárgy a kétszeres fókusztávolságon kívül helyezkedik el, a kép az egyszeres fókuszon belül van, kicsinyített, és fordított állású.
Ha a tárgy a kétszeres fókuszban van, a kép a lencse másik oldalán szintén a kétszeres fókuszba kerül. A tárggyal egyenlő nagyságú, fordított állású.
Ha a tárgy az egyszeres és a kétszeres fókusz között van, a kép a kétszeres fókuszon kívülre kerül, nagyított és fordított állású.
Ha a tárgy az egyszeres fókuszban van, a pontjaiból kiinduló sugarak a lencse után párhuzamosan haladnak tovább, így kép nem keletkezik.
Ha a tárgy a fókusz és az optikai középpont között van, a pontjaiból kiinduló sugarak széttartóak lesznek, és úgy haladnak tovább, mintha a lencse előtt egy-egy pontból indultak volna ki. A  keletkező kép a tárggyal azonos állású, nagyított, de ernyőn nem fogható fel, azaz látszólagos (virtuális).
A gyűjtőlencséket a gyakorlatban is alkalmazzák ezeknek a  képeknek az előállítására. Az a) esetnek megfelelő leképezés jellemző például a fényképfelvételre, a c) eset a diavetítésre vagy a  fénykép (papírkép) nagyításakor, az e) eset az, amikor a lencsét egyszerű nagyítóként használjuk. Természetesen az optikai eszközökben (vetítő, fényképezőgép, stb. ) a leképezési hibák kiküszöbölése érdekében nem egyetlen lencsét, hanem lencse­rendszereket alkalmaznak, de a leképezés elve nem változik.
KÍSÉRLETEZZ!
Előbbi virtuális kísérletünket egyszerűen ellenőrizhetjük a valóságban is, ha rendelkezésünkre áll egy iskolai optikai pad és egy lencse. Ernyőként használhatunk egy keretbe rögzített pauszpapírt (így az ernyő mindkét oldaláról láthatjuk a képet, a tárgy lehet például egy kis gyertya. A kísérlet otthon is elvégezhető, lencseként célszerű olyan nagyítót (lupét) használni, amelynek nagy az átmérője, mert az ilyen lencsék fényereje is nagyobb. A lencse ismeretlen fókusztávolságát méréssel határozzuk meg!
A leképezési törvény
A mérések eredményeit elméleti úton is igazolhatjuk. Legyen az elrendezés az ábra szerinti!

A kép nagyságát jelöljük K-val, a tárgyét T-vel! Az ábrán szereplő OAB és OA'B' háromszögek egymáshoz hasonlóak, ezért
teljesül. (1)
Az ugyancsak az ábrán látható OA''F és B'A'F háromszögek is hasonlóak, amiből (mivel OA''=T):
(2)
Az (1) és (2) bal oldalainak egyenlőségéből következik a jobb oldalak egyenlősége:
átrendezve

, vagyis

.
Az mennyiséget nagyításnak nevezzük.

A fókusztávolság (méterben mért) értékének reciprokát dioptriának (D) nevezzük. A lencse dioptriáját anyagának a  környezetére vonatkozó relatív törésmutatója és a lencsét határoló gömbök r 1 és r 2 görbületi sugara határozza meg.

Számítások szerint:
FELADAT
Határozd meg, hogy a domború és a homorú lencsék dioptriája milyen előjelű! A lencse relatív törésmutatóját és a görbületi sugarak értékeit tetszőlegesen választhatod meg (a két görbületi sugár lehet egyenlő is). A domború lencsék sugarát pozitív, a homorúkét negatív előjellel vesszük számításba. Ne feledkezz el arról az esetről sem, ha a lencsét az anyagánál optikailag sűrűbb környezetbe helyezzük!