Mi libro de texto de física me dice que cuando un objeto extenso se coloca en el foco de un espejo cóncavo, los rayos de luz se reflejan y van paralelos hacia el infinito. Lo mismo sucede cuando la refracción ocurre en una lente convexa, cuando el objeto se coloca en el foco de la lente. El libro continúa diciendo que en la situación dada se forma una imagen real, invertida y muy ampliada.
Entonces mi pregunta es:
Si los rayos de luz, luego de ser reflejados por un espejo cóncavo (o luego de ser refractados por una lente convexa), van paralelos hacia el infinito, entonces, ¿cómo forman una imagen real e invertida? (Porque las líneas paralelas no se cortan).
Porque para formar imágenes reales, debe ocurrir una intersección real de los rayos de luz. Pero en este caso, eso no sucede. ¿Cómo puede formarse una imagen, si la hay, en tal situación?
Decir que algo está en el infinito es una forma conveniente de decir que la distancia involucrada es mucho, mucho mayor que la distancia focal.
Entonces, cuando el objeto se coloca en el plano focal de la lente/espejo, es conveniente decir que la imagen se forma en el infinito.
De hecho, en teoría, la imagen está en realidad en dos lugares.
En una pantalla como una imagen real invertida muy lejos de la lente y en el lado opuesto de la lente al objeto.
Una imagen vertical virtual muy lejos de la lente que se puede ver mirando el objeto a través de la lente.
¿Cómo se puede inferir todo esto?
Teniendo el objeto cerca del plano focal pero alejado de la lente y observando la imagen formada en una pantalla como si fuera real, invertida y ampliada.
Luego acercando el objeto más y más al plano focal, viendo lo que sucede y luego imaginando lo que sucedería si el objeto estuviera en el plano focal.
Al final todo esto es teórico porque las lentes reales tienen defectos y tu análisis se ha ocupado de situaciones ideales.
Otros libros de texto no dicen esto. Como supones, operan bajo el supuesto de que las líneas paralelas no se encuentran. Ninguno de los libros de texto que he usado para mi plan de estudios de Física, incluido AP, ha hablado de imágenes de casos idealizados con objetos en el foco.
Sin embargo, si busca en la web, puede encontrar muchas preguntas de naturaleza matemática sobre si las líneas paralelas se encuentran en el infinito. Supongo que el autor de su texto se suscribe a una de las "versiones sí" de esta pregunta. En mi opinión, es una afirmación no funcional que aporta poco a la comprensión de cómo funciona la óptica.
Yashas