Оптика — Задание ЕГЭ по физике №00010528

Речь о собирающей линзе и о случае, когда предмет стоит ближе к ней, чем фокус: $d\lt F$.

Лучи от предмета, прошедшие через линзу, в этом случае остаются расходящимися — линзе «не хватает силы», чтобы свести их вместе. Сами лучи за линзой не пересекаются, пересекаются только их продолжения, проведённые назад. Значит, изображение мнимое, и находится оно с той же стороны от линзы, что и предмет.

Построение показывает, что это изображение прямое (не перевёрнутое) и увеличенное. Именно так работает лупа: мелкий текст держат ближе фокуса и видят его крупным и неперевёрнутым.

То же даёт формула тонкой линзы: $\dfrac{1}{f}=\dfrac{1}{F}-\dfrac{1}{d}$. При $d\lt F$ правая часть отрицательна, расстояние $f$ получается отрицательным — это и есть признак мнимого изображения.

Вариант «действительное, прямое» невозможен в принципе: действительное изображение в одиночной линзе всегда перевёрнуто. А «изображения не будет» — случай, когда предмет стоит точно в фокусе.