Lorsqu'un objet lumineux est placé entre le foyer objet F d'une lentille convergente et son centre optique O, l'image formée est virtuelle : elle se trouve du côté objet, ne peut pas se former sur un écran mais est visible à l'œil nu.
Représenter l'image que forme une lentille convergente d'un objet AB placé entre son foyer objet F et son centre optique O.
Tracer le rayon passant par O
On trace le rayon passant par le sommet B et par le centre optique O sachant qu'il émerge de la lentille sans être dévié.
Tracer le rayon parallèle à l'axe optique
On trace le rayon parallèle à l'axe optique sachant qu'il émerge de la lentille en passant par son foyer image F'.
Vérifier que les rayons émergents ne se coupent pas après la lentille
On vérifie que les rayons émergents ne soient pas parallèles entre eux et ne se coupent pas après la lentille. L'image est alors virtuelle : elle ne se forme pas sur un écran mais est visible à l'œil nu. C'est toujours le cas quand l'objet est placé entre le foyer objet F et le centre optique O de la lentille.
Les rayons émergents ne sont pas parallèles entre eux et ne se coupent pas après la lentille.
Prolonger les rayons du côté objet
On prolonge, du côté objet, les rayons qui émergent de la lentille en pointillés.
Noter le point B'
On note le point B', image du point B, au niveau de l'intersection des prolongations des rayons émergents.
Noter le point A' et dessiner l'image
On note le point A', image du point A, en projetant orthogonalement le point B' sur l'axe optique. L'image A'B' est alors représentée par un segment fléché de A' vers B'.
Il est aussi possible de tracer le troisième rayon caractéristique, celui passant par le sommet B de l'objet et le foyer objet de la lentille F. Il émerge de la lentille parallèle à l'axe optique et sa prolongation dans le milieu objet passe elle aussi par le point B'.
