折射弯曲光线并成像
插在水杯里的吸管为何看起来弯折，眼镜和相机如何成像，光纤又如何困住光来传送信号，都出自同一个事实。光在介质改变时速度会变，因此在界面处改变方向。我们用一条斯涅尔定律写出这种折射，并用透镜方程 1/f = 1/u + 1/v 预测像的位置和大小。
光进入不同介质时速度会改变，正因如此它在界面处发生弯曲。支配这种弯曲的是斯涅尔定律 n₁ sinθ₁ = n₂ sinθ₂。进入的介质越致密，光就越贴近法线。折射率 n 是真空中的光速除以在该介质中的速度所得的值，它表示光在该介质中减慢了多少。移动入射角和 n₂，观察折射角如何随之变化。
光从致密介质射向稀疏介质时，折射角比入射角更大。不断增大入射角，会出现折射角达到90度的时刻，这个角就是临界角 θc = asin(n₂/n₁)。超过它，光一点都出不去，全部被反射。光纤正是利用这种全反射把光困住并送到远处。钻石的折射率非常高，临界角很小，所以进入其中的光会经过多次全反射而闪闪发光。
薄透镜仅靠折射就能成像。物距 u、像距 v 与焦距 f 之间满足 1/f = 1/u + 1/v。物体位于焦点之外时，另一侧会出现倒立的实像；移到焦点以内，同一侧则出现正立的虚像。把物体放在焦点以内来放大观察的放大镜，正是利用这种虚像的一个例子。推拉物体，看看像落在何处、放大到多大。
焦距的符号决定透镜的性质。f 为正是会聚光线的凸透镜，为负是发散光线的凹透镜。凹透镜始终只生成缩小、正立的虚像。放大率为 m = -v/u，其符号说明正立还是倒立，其大小说明放大还是缩小。矫正近视的眼镜是 f 为负的凹透镜，它预先把射入眼睛的光发散开，使像正好落在视网膜上。左右移动 f，观察像在实像与虚像之间来回切换。
像成在何处，只用三条主光线就能作图确定。平行于光轴射来的光线经过透镜后穿过焦点；经过透镜中心的光线不发生弯折，笔直前进；经过近侧焦点的光线在透镜之后平行于光轴射出。三条光线再次相交之处就是像点。其实确定像的位置只需两条光线就够了，第三条光线相当于对结果是否正确的一次验算。拖动物体，确认三条光线总是在同一点重新会聚。