РУҚА
Задания № 15, 17 · ОГЭ

Действительное и мнимое изображение

Как отличить изображения по ходу лучей, возможности получить их на экране и положению относительно оптической системы
7 мин чтенияСложность: Обновлено 27 сентября 2026

Действительное и мнимое изображение различаются не тем, видно ли их глазом, а тем, пересекаются ли в пространстве сами световые лучи. Главное практическое различие: действительное изображение можно получить на экране, а мнимое — нельзя.

Что называют изображением

Изображением предмета называют расположение точек, в которых пересекаются лучи, вышедшие от соответствующих точек предмета или их продолжения. Для построения изображения используют основные лучи линзы: луч, идущий параллельно главной оптической оси, луч через оптический центр и луч через фокус.

D
Действительное изображение

Действительное изображение образуется при пересечении в пространстве самих световых лучей после отражения или преломления. Лучи действительно проходят через точки изображения, поэтому такое изображение можно получить на экране.

D
Мнимое изображение

Мнимое изображение образуется при пересечении продолжений расходящихся лучей. В точке мнимого изображения световые лучи не проходят, поэтому получить его на экране нельзя. Глаз видит такое изображение, потому что воспринимает лучи как идущие из этой точки.

\(a\)
расстояние от предмета до оптической системы
м
\(b\)
расстояние от изображения до оптической системы
м
\(F\)
фокусное расстояние
м
\(D\)
оптическая сила
дптр

Мнимое изображение не является «ненастоящим» в смысле невозможности его увидеть. Например, изображение в плоском зеркале видно, хотя за зеркалом нет световых лучей, сходящихся в точке изображения. Слово «мнимое» означает только особый способ образования изображения.

Главные отличия действительного и мнимого изображений

ПризнакДействительное изображениеМнимое изображение
Ход лучейПересекаются сами лучиПересекаются продолжения лучей
ЭкранМожно получить на экранеНельзя получить на экране
Расположение относительно линзыОбычно по другую сторону линзы от предметаОбычно по ту же сторону линзы, что и предмет
ОриентацияДля линзы часто перевёрнутоеДля линзы обычно прямое
ПримерыИзображение собирающей линзы при \(a>F\); изображение в фотоаппаратеИзображение в плоском зеркале; изображение рассеивающей линзы
T
Правило различения

Если после оптической системы лучи сходятся и пересекаются, изображение действительное. Если лучи расходятся, но их продолжения назад пересекаются, изображение мнимое. Проверка экраном даёт тот же результат: действительное изображение проецируется на экран, мнимое — нет.

предметлинзаизображениеOF
Сходящиеся лучи после собирающей линзы образуют действительное изображение на противоположной стороне.
Проверь себя

На экране удалось получить резкое изображение предмета. Каким оно является?

Изображение в линзах и положение предмета

Для собирающей линзы результат зависит от расстояния \(a\) от предмета до линзы по сравнению с фокусным расстоянием \(F\). При \(a>F\) лучи после линзы сходятся, поэтому изображение действительное. При \(a<F\) лучи после линзы расходятся, а их продолжения пересекаются перед линзой: изображение мнимое, прямое и увеличенное. При \(a=F\) преломлённые лучи идут параллельно, и изображение получается «на бесконечности» — на конечном экране его не получить.

У рассеивающей линзы параллельные лучи после преломления всегда расходятся. Поэтому для реального предмета она образует мнимое, прямое и уменьшенное изображение между линзой и её фокусом.

Система и положение предметаТип изображенияОсновные свойства
Собирающая линза, \(a>F\)ДействительноеПеревёрнутое; размер зависит от положения предмета
Собирающая линза, \(a<F\)МнимоеПрямое, увеличенное
Рассеивающая линза, любое \(a\)МнимоеПрямое, уменьшенное
Плоское зеркалоМнимоеПрямое, равное предмету по размеру
Вогнутое зеркало, предмет дальше фокусаДействительноеОбычно перевёрнутое
Выпуклое зеркалоМнимоеПрямое, уменьшенное

Для точного расчёта используют формулу тонкой линзы. В принятом для школьных задач обозначении расстояния до действительного предмета и действительного изображения берут положительными:

\[\frac{1}{F}=\frac{1}{a}+\frac{1}{b}\]

Если вычисленное \(b>0\), изображение действительное; если \(b<0\), оно мнимое. В задачах со знаковыми соглашениями конкретные знаки нужно сверять с условием и правилами знаков в формуле тонкой линзы.

Разобранный пример: собирающая линза

№
Задача

Предмет находится на расстоянии \(a=30\) см от собирающей линзы с фокусным расстоянием \(F=10\) см. Определите тип изображения и расстояние до него.

1
Запишем формулу тонкой линзы и выразим расстояние до изображения.
\(\displaystyle \frac{1}{b}=\frac{1}{F}-\frac{1}{a}\)
2
Подставим значения в метрах или одинаковых сантиметрах.
\(\displaystyle \frac{1}{b}=\frac{1}{10\ см}-\frac{1}{30\ см}=\frac{3-1}{30\ см}=\frac{1}{15\ см}\)
3
Найдём расстояние до изображения.
\(\displaystyle b=15\ см\)
4
Определим тип изображения по знаку и положению предмета.
\(\displaystyle b>0\ \Rightarrow\ изображение\ действительное;\quad a>F\ \Rightarrow\ лучи\ после\ линзы\ сходятся\)

Ответ: изображение находится на расстоянии \(15\) см от линзы с противоположной стороны относительно предмета и является действительным. Его можно получить на экране. Линейное увеличение можно найти по формуле \(\Gamma=-\frac{b}{a}\), поэтому \(\Gamma=-0{,}5\): знак «минус» означает перевёрнутое изображение, а модуль \(0{,}5\) — уменьшение в два раза. Подробнее см. линейное увеличение линзы.

Мнимое изображение: почему его видно

Рассмотрим плоское зеркало. Лучи от предмета отражаются от зеркала и попадают в глаза наблюдателя. Они расходятся, но глаз продолжает их мысленно назад, за зеркало. Продолжения пересекаются в точке, симметричной предмету относительно зеркала. Поэтому изображение видно, хотя экран, помещённый за зеркалом, его не обнаружит.

Запомнить

Экран — главный экспериментальный признак. Резкое пятно на экране означает действительное изображение. Если изображение видно только в зеркале или через линзу, но экран за оптической системой его не принимает, оно мнимое.

!
Частые ошибки

1. Нельзя считать изображение мнимым только потому, что его нельзя увидеть без линзы или зеркала: решающим является ход лучей. 2. Слово «мнимое» не означает «невидимое». 3. Прямое изображение не всегда мнимое: например, действительное изображение может быть прямым в некоторых оптических системах или при особом расположении предмета. 4. Для собирающей линзы нельзя автоматически утверждать, что изображение действительное: при \(a<F\) оно мнимое.

Краткий алгоритм решения задач

  1. Определите оптическую систему: собирающая или рассеивающая линза, плоское, вогнутое или выпуклое зеркало.
  2. Сравните положение предмета с фокусом, если это собирающая линза или вогнутое зеркало.
  3. Представьте или постройте ход двух основных лучей.
  4. Проверьте, пересекаются ли сами лучи или только их продолжения.
  5. Сделайте вывод о возможности получить изображение на экране, а затем определите его ориентацию и размер.
Q
Быстрый тест по теме

Быстрая проверка

~ 2 мин4 вопроса
Вопрос 1 / 4
Вопрос 1 из 4 · главное отличие
Какое изображение можно получить на экране?
Главное за минуту

Главное

  • Действительное изображение образуют пересекающиеся световые лучи; его можно получить на экране.
  • Мнимое изображение образуют продолжения расходящихся лучей; на экран его спроецировать нельзя, но его можно увидеть.
  • Для собирающей линзы при \(a>F\) изображение действительное, а при \(a<F\) — мнимое.
  • Рассеивающая линза и плоское зеркало для обычного реального предмета дают мнимые изображения.
  • В задаче сначала исследуйте ход лучей, затем используйте формулу тонкой линзы и определяйте свойства изображения.