Traceur de Rayons à Lentille Mince

Le tracé de rayons optiques simule le chemin de la lumière à travers des lentilles en appliquant la loi de Snell. Il suit le principe de Fermat du temps minimal : la lumière prend le chemin le plus rapide. L'aberration sphérique se produit car les rayons marginaux focalisent plus près que les rayons centraux.

Une lentille mince dévie tous les rayons issus d'un point de l'objet pour qu'ils convergent de nouveau en un même point image, il suffit donc d'en suivre deux faciles. Le rayon parallèle quitte le sommet à l'horizontale puis passe par le foyer ; le rayon central traverse le centre optique sans être dévié. Là où les deux se croisent se trouve l'image. S'ils ne se rejoignent qu'en les prolongeant vers l'arrière, l'image est virtuelle — le cas de la loupe.

Faites glisser l'objet vers le foyer et regardez la distance image v filer vers +∞, disparaître, puis réapparaître à gauche en −∞ : une image virtuelle. Rien ne se téléporte ; la relation de conjugaison 1/v = 1/f − 1/u est une transformation de Möbius (homographique), et ces transformations traitent l'infini comme un point ordinaire. En franchissant u = f, l'image passe simplement en douceur par ce point à l'infini et bascule de réelle à virtuelle.