透鏡（凹凸透鏡）是光在曲面鏡面上的折射。 它本質上是一種折射現象。 聚焦、散焦等現象可以通過幾何積分等手段進行計算。
這里我們主要講解一下折射的原理。
光穿過兩種不同介質之間的界面時會發生折射。
同一光源發出的光，無論進入什么介質，其頻率都相同，但波長不同。 速度=頻率x波長，所以光在不同介質中的速度是不同的。
光的本質是一種波。 波在空間中以波面的形式傳播，同一波面上相位保持一致。 也就是說，同一波面上不同點的相位差必須是周期的整數倍。
接下來光折射，解釋光折射，請記住同一波平面上的相位保持一致（相差周期的整數倍）。
假設一束光以θ的入射角從真空入射到玻璃上。 光1和光2是平行的并且具有相同的相位。 兩者之間的距離為a。 兩束光線照射到真空和玻璃之間的界面上。 點光折射，兩點之間的距離為b。 進入玻璃后，兩者之間的距離為c。 從圖中可以看出，光線1照射到鏡子后，光線2又多行了一段距離d。 在物理學中，d稱為光程差d，在鏡子內部，當光束2剛剛進入玻璃時，光線1已經傳播了距離e。
如前所述，兩束光必須彼此同相并相差一個周期。 因此，光程差d是光在真空中的波長，e是光在玻璃中的波長。 d/e為真空波長/玻璃波長=真空光速/玻璃光速。
接下來，計算折射率。 從圖中我們可以看出，入射角θ滿足sinθ=d/b，進入玻璃后的出射角α滿足sinα=e/b。 二者之比sinθ/sinα=d/e=真空光速/玻璃中的光速。 這就是折射率的來源。