Мой учебник по физике говорит мне, что когда протяженный объект помещается в фокус вогнутого зеркала, световые лучи отражаются и уходят параллельно в бесконечность. То же самое происходит, когда преломление происходит в выпуклой линзе, когда предмет находится в фокусе линзы. Далее в книге рассказывается, что в данной ситуации формируется реальное, перевернутое и сильно увеличенное изображение.
Итак, мой вопрос:
Если световые лучи после отражения от вогнутого зеркала (или после преломления от выпуклой линзы) идут параллельно в бесконечность, то как они образуют действительное и перевернутое изображение? (Потому что параллельные прямые не пересекаются).
Потому что для формирования реальных изображений должно произойти фактическое пересечение световых лучей. Но в данном случае этого не происходит. Как в такой ситуации может сформироваться образ, если он вообще есть?
Сказать, что что-то находится в бесконечности, — это удобный способ сказать, что рассматриваемое расстояние намного, намного больше, чем фокусное расстояние.
Поэтому, когда объект находится в фокальной плоскости объектива/зеркала, удобно говорить, что изображение формируется на бесконечности.
На самом деле, по идее, изображение фактически находится в двух местах.
На экране как бы реальное перевернутое изображение далеко от объектива и на противоположной от объектива стороне объекта.
Виртуальное вертикальное изображение на большом расстоянии от линзы, которое можно увидеть, глядя через линзу на объект.
Как можно предположить все это?
Имея объект близко к фокальной плоскости, но удаленный от объектива, и наблюдая изображение, сформированное на экране, как реальное, перевернутое и увеличенное.
Затем перемещайте объект все ближе и ближе к фокальной плоскости, наблюдая, что происходит, а затем представляя, что произошло бы, если бы объект оказался в фокальной плоскости.
В конце концов, все это теоретически, потому что реальные линзы имеют дефекты, а ваш анализ касается идеальных ситуаций.
В других учебниках об этом не говорится. Как вы догадываетесь, они работают в предположении, что параллельные линии не пересекаются. Ни в одном из учебников, которые я использовал для своей учебной программы по физике, включая AP, не говорилось об изображениях из идеализированных случаев с объектами в фокусе.
Однако, если поискать в сети, можно найти множество вопросов математического характера о том, пересекаются ли параллельные прямые в бесконечности. Я предполагаю, что автор вашего текста подписывается на одну из «да» версий этого вопроса. На мой взгляд, это нефункциональное утверждение, которое мало что дает для понимания того, как работает оптика.
Яшас