Предмет, изображение. 
Основы оптики. 
Теория изображения

Гомоцентрический пучок с центром в точке А (рис. 2.2) преобразуется в гомоцентрический пучок с центром в точке А'. Точка А' - стигматическое, т. е. точечное, изображение точки предмета А. Соответственные точки предмета и изображения называют сопряжёнными. По закону обратимости лучей точка А будет изображением точки А' в обратном ходе лучей.

Следует подчеркнуть, что штрих указывает только на принадлежность элемента к пространству изображений, но не свидетельствует о сопряжении с соответственно обозначенным элементом пространства предметов. Так, осевые точки А и А' на рис. 2.2 сопряжены, а отсекаемые ими от вершины поверхности осевые отрезки а и а' (рис. 2.2) — нет.

Рассмотрим все возможные случаи взаимного расположения сопряжённых точек относительно оптической системы (рис. 2.3). На этом рисунке в качестве оптических систем изображены простейшие линзы, но наши выводы будут справедливы для любой сколь угодно сложной системы. Описание всех случаев единой терминологией существенно облегчает понимание принципов построения лучей через оптическую систему.

Рис. 2.3.

Итак, назовём предметом, точнее, точкой предмета, центр пучка, падающего на оптическую систему, а изображением, точкой изображения — центр гомоцентрического преломлённого пучка. На рис. 2.3, а на линзу падает расходящийся пучок. Это пучок физически существующих лучей, переносящих энергию. В центр этого пучка перпендикулярно оси можно поместить экран, на котором мы будем наблюдать светящуюся точку. Такой центр называется, как известно, действительным, т. с. точка А — действительный предмет. Линза преобразует расходящийся падающий пучок в сходящийся преломлённый пучок. Центр этого пучка точка А' — действительное изображение точки А. На рис. 2.3 ход лучей внутри оптических систем не показан.

На рис. 2.3, б расходящимися являются как падающий, так и преломлённый пучки. У преломленного расходящегося пучка нет действительного центра. В точке А' на оси пересекаются нс сами преломлённые лучи, а их продолжения, показанные штриховыми прямыми. Такое изображение называется мнимым. Мнимое изображение можно преобразовать в действительное, если на пути преломлённого расходящегося пучка поставить дополнительную фокусирующую оптическую систему, преобразующую этот пучок в сходящийся.

На линзу может падать сходящийся пучок, сформированный предыдущей фокусирующей системой (рис. 2.3, в, г). Тогда действительные падающие лучи, нс достигнув центра пучка, точки А, преломляются линзой в другой пучок, сходящийся (рис. 2.3, в) или расходящийся (рис. 2.3, г), а в точке А пересекаются не сами падающие лучи, а их продолжения. Очевидно, точку А можно назвать мнимым предметом. Этому понятию, в технической оптике совершенно равноправному с мнимым изображением, «нс повезло», так как в школьных учебниках и курсах общей физики для вузов его просто нет.

Завершение универсализации понятий предмета и изображения позволяет ввести понятия «пространство предметов» и «пространство изображений».

Пространство предметов — это пространство центров падающих гомоцентрических пучков. Пространство предметов занимает всё геометрическое пространство, так как центры пучков могут быть как действительными, так и мнимыми.

Аналогично пространство изображений — пространство центров преломлённых гомоцентрических пучков, действительных или мнимых.