A cause des aberrations géométriques, une lentille unique donne des images distordues d'un objet.
Avec une lentille convergente, on forme l'image d'une grille carrée de 40 cm de côté sur un écran.
L'origine de l'axe optique Oz est située sur la face plane de la lentille.
On utilise une lentille plan-convexe de rayon R = −22 cm d'épaisseur au sommet 5,9 cm et d'indice 1,6.
Le trou circulaire du diaphragme a un diamètre de 3 cm.
Pour construire l'image, on considère pour chaque nœud de la grille les 4 rayons extrêmes qui traversent le diaphragme dans les plans xOz et yOz et on cherche leur intersection avec le plan de l'écran. (plan parallèle au plan xOy situé à la distance z de l'origine). Avec ce modèle, l'image d'un nœud de la grille est une surface contenant ces 4 points.

Diaphragme collé à la lentille : L'image de la grille n'est pas déformée. Pour une position donnée, on obtient une image nette de la partie centrale de la grille alors que les bords sont flous. En rapprochant l'écran de la lentille, on obtient une meilleure image des bords mais la partie centrale est floue. Ceci correspond à la courbure de champ.

Diaphragme avant la lentille : L'image de la grille est déformée. Les rayons marginaux sont plus déviés que les rayons centraux. Le grandissement diminue pour les points éloignés du centre optique. C'est la distorsion en barillet.

Diaphragme après la lentille : L'image de la grille est déformée. Le grandissement augmente pour les points éloignés du centre optique. C'est la distorsion en croissant.

La distorsion résulte du fait que les rayons traversant les bords de la lentille sont plus déviés que ceux passant au voisinage du centre de la lentille.

Utilisation
Choisir la position du diaphragme.
Examiner le tracé des rayons utiles.
En mode "Écran", la grille objet est représentée dans le cadre turquoise et la grille objet dans le cadre bleu
Cacher la case [Écran] pour observer l'image et faire varier la position de l'écran.
Observer la déformation des taches en fonction de la position de l'écran.