Найти изображение трапеции в собирающей линзе. Одно из оснований трапеции расположено на расстоянии, равном двум фокусным, второе – на расстоянии полтора фокусных от линзы. Длина оснований отличается в два раза.

Построим ход лучей от вершин трапеции, не лежащих на главной оптической оси. Используем два стандартных луча. Из точек изображений опустим перпендикуляры на оптическую ось. Вершины изображения соединим отрезком. Для удобства стороны, соответствующие предмету и изображению, имеют одинаковый цвет.

Проанализируем полученное изображение. Как видно, изображение стороны предмета, ближней к линзе, оказалось дальше. Это можно объяснить качественно – при приближении точки предмета к фокусу точка изображения удаляется к бесконечности. Далее, меньшая сторона предмета в изображении, наоборот, соответствует большей стороне. И самая удивительная особенность – изображение отрезка, ориентированного под углом к оптической оси, оказывается ей параллельным. Очень часто совершаются ошибки при построении подобных изображений. Ошибочно считается, что если предмет параллелен оптической оси, то и его изображение также будет параллельным оптической оси. Это не так. Также ошибочно считать, что длина изображения отрезка, лежащего на оптической оси, равна длине самого отрезка. Построенный рисунок комментирует множество ошибок, допускаемых в построении хода лучей.