La óptica estudia la luz y fenómenos como la reflexión, refracción, interferencias y difracción. La distancia focal de una lente o espejo es la distancia entre el centro óptico y el punto donde los rayos paralelos se enfocan, y determina si la lente o espejo es convergente o divergente. Los diagramas de rayos son útiles para situar imágenes virtuales o reales al intersectar diferentes rayos luminosos.

1. La óptica se encarga del estudio de la luz de sus características y manifestaciones, la reflexión
y la refracción por un lado, y las interferencias y la difracción por el otro, son algunos de los
fenómenos ópticos fundamentales los primeros pueden estudiarse siguiendo la marcha de los
rayos luminosos, se interpretan recorriendo a la descripción en forma de onda. El conocimiento
de la óptica permite comprender como y porque se forman esas imágenes
La distancia focal o longitud focal de una lente es la distancia entre el centro óptico de
la lente o plano nodal posterior y el foco (o punto focal) cuando enfocamos a infinito. La inversa
de la distancia focal de una lente es la potencia.
Para una lente positiva (convergente), la distancia focal es positiva. Se define como la distancia
desde el eje central de la lente hasta donde un haz de luz de rayos paralelos colimado que
atraviesa la lente se enfoca en un único punto. Para una lente negativa (divergente), la
distancia focal es negativa. Se define como la distancia que hay desde el eje central de la lente
a un punto imaginario del cual parece emerger el haz de luz colimado que pasa a través de la
lente.
Para un espejo con curvatura esférica, la distancia focal es igual a la mitad del radio de
curvatura del espejo. La distancia focal es positiva para un espejo cóncavo, y negativa para un
espejo convexo.

2. Un método que resulta útil a la
horade situar imágenes consiste en la
construcción de un diagrama de rayos
esquematizado en la figura
6.3. Existentes rayos principales convenientes par
a la construcción de la imagen
1. El rayo paralelo al eje óptico. Este rayo se
refleja pasando por el punto focal
2. El rayo focal, que pasa por el punto focal. Este
rayo se refleja paralelamente aleje óptico
3. El rayo radial, que pasa por el centro de
curvatura. Este rayo incide sobre el espejo
perpendicularmente a su superficie y por ello se
refleja coincidiendo consigo mismo
La intersección de dos rayos cualesquiera
sitúa el punto imagen superior pudiéndose utilizar
el tercer rayo como comprobación. Cuando el
objeto está entre el espejo y su punto focal, los
rayos reflejados no convergen sino que
parecen divergir desde un punto situado detrás del
espejo, imagen virtual, tal y como se ilustra en la
figura 6.4. En la figura 6.5 se muestra el diagrama
de rayos para un objeto situado delante de un
espejo convexo. El rayo central que se dirige hacia
el centro de curvatura C es perpendicular al espejo
y se refleja sobre i mismo. El rayo paralelo al eje
se refleja como si procediese del punto focal
detrás del espejo. Podemos ver en la figura que la
imagen está detrás del espejo y, por tanto,
es virtual