Задание OGEPHYS0A32B5: Линза. Ход лучей в линзе. Фокусное расстояние линзы. Оптическая сила линзы

Рассматриваем тонкую собирающую линзу и луч, показанный в первичном условии. Главная оптическая ось горизонтальна; F обозначает фокусное расстояние. Излом направления происходит в плоскости линзы.
Падающий луч пересекает главную ось между передним фокусом F и оптическим центром O. Его можно рассматривать как луч от точки внутри фокусного расстояния. Для такого источника изображение мнимое: после линзы лучи расходятся. Поэтому рассматриваемый луч продолжает уходить вверх, но с меньшим наклоном к оси. Это линия 4.
Правило для луча через оптический центр здесь применять нельзя: показанный луч падает на линзу выше центра. Направление нужно находить по положению луча относительно фокуса, а не продолжать любую входящую прямую без изменения.
Проверка: При 0 < d < F формула b = Fdd − F даёт отрицательное знаковое расстояние: реального пересечения с осью справа не будет. Это согласуется с выбранной линией. Линии, ведущие к F или 2F, подходят только при соответствующем положении входящего луча; горизонтальное направление возникает только для луча через передний фокус. Все построения относятся к идеальной тонкой линзе, как прямо задано в условии. Ответ: 4.