Рассеивающие линзы всегда создают уменьшенные, мнимые и прямые изображения независимо от расстояния между предметом и линзой. Для более детального анализа рассмотрим различные сценарии расположения предмета относительно фокусного расстояния линзы:
d = F (расстояние от предмета до линзы равно фокусному расстоянию):
- В теоретическом аспекте, изображение формируется в бесконечности, однако на практике это достаточно трудно наблюдать. Изображение будет очень маленьким и мнимым.
d = 2F (расстояние от предмета до линзы в два раза больше фокусного расстояния):
- Изображение будет формироваться между фокусом и оптическим центром линзы. Оно будет мнимым, уменьшенным и прямым.
d > 2F (расстояние от предмета до линзы больше, чем в два раза фокусное расстояние):
- Изображение будет формироваться еще ближе к фокусу линзы по сравнению с предыдущим случаем, но все также останется мнимым, уменьшенным и прямым.
F < d < 2F (расстояние от предмета до линзы больше фокусного расстояния, но меньше удвоенного фокусного расстояния):
- Изображение формируется между фокусом и линзой, остается мнимым, уменьшенным и прямым.
Расстояние и размер изображения в рассеивающей линзе можно описать с помощью формулы тонкой линзы:
[ \frac{1}{f} = \frac{1}{d} + \frac{1}{d'} ]
где ( f ) – фокусное расстояние линзы (отрицательное для рассеивающей линзы), ( d ) – расстояние от предмета до линзы, ( d' ) – расстояние от линзы до изображения (мнимое, следовательно, отрицательное).
Для каждого случая, независимо от того, каково точное расположение предмета относительно фокуса, изображение всегда будет мнимым, уменьшенным и прямым. Оно всегда формируется по другую сторону линзы относительно предмета и располагается между фокусом и линзой.