Для доказательства используем ход замечательных лучей.
1. Если точка S расположена дальше фокальной плоскости (за фокусом):
- Луч, идущий параллельно главной оси, после преломления пройдет через фокус с другой стороны линзы.
- Луч, идущий через центр линзы, не изменяет направления.
- Луч, идущий через фокус, становится параллельным главной оси.
Эти лучи пересекаются с другой стороны линзы, образуя действительное (реальное) изображение, которое можно наблюдать на экране.
2. Если точка S расположена ближе фокальной плоскости (перед фокусом):
- Лучи, преломляясь через линзу, расходятся и не пересекаются за линзой.
- Их продолжения, если провести, пересекаются с той же стороны линзы, где находится объект.
Это приводит к образованию мнимого изображения, которое нельзя увидеть на экране, так как лучи не сходятся в реальности.