Высота изображения, полученного с помощью собирающей линзы, равна высоте предмета, если предмет находится на фокусном расстоянии линзы (f).
На рисунке ниже показано, как строятся лучи света в собирающей линзе, когда предмет находится на фокусном расстоянии:
1. Первый параллельный луч смотрит так, как если бы он проходил через фокус F.
2. Второй луч проходит через центр линзы без изменения направления.
3. Третий луч проходит через фокус F и после прохождения линзы становится параллельным остальным лучам.
Таким образом, все лучи сходятся в одной точке после прохождения линзы, и изображение получается в этой точке. В данном случае высота изображения равна высоте предмета.
Как правило, в реальной жизни предмет не может быть точно установлен на фокусном расстоянии линзы, поэтому это условие часто рассматривается в теоретических расчетах.