“水中的倒影”真的是倒立的像嗎？

摘要：判斷像的虛實(shí)或正倒可以用像與物對應(yīng)點(diǎn)的連線是否相交于一點(diǎn)來區(qū)分，從而來糾正“水中的倒影”是倒立的像的錯(cuò)誤觀點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：平面鏡；虛像；實(shí)像

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-6148(2008)9(S)-0041-2

在中學(xué)課堂上，當(dāng)教師講到平面鏡成像時(shí)，往往會這樣講，“平面鏡成的是正立等大的虛像，比如我們平時(shí)照鏡子;還有，從水面看岸邊的物體，也是平面鏡成像現(xiàn)象。”這時(shí)，很有可能會有同學(xué)問，“既然平面鏡成的像是正立的，那么為什么岸邊的房子、樹木的像都是顛倒的呢?”這些房子、樹木在“水中的倒影”是否就是它們在水中倒立的虛像呢?下面，我就這一問題做一些研究。

有些教師認(rèn)為，平面鏡成的像的確可以是正立的，也可以是倒立的。帶著這個(gè)問題，我在教學(xué)過程中也進(jìn)行了思考：其實(shí)，正立和倒立的標(biāo)準(zhǔn)是客觀存在的水平面，是以水平面作為判斷物體和像是正立，還是倒立。然而，在這種“水面倒影”的情況中，兩次用到了“水平面”這個(gè)實(shí)體，第一次，我們用“水平面”相當(dāng)于平面鏡來成像；第二次又用“水平面”來判斷所成虛像是正立或倒立。因此，在兩次應(yīng)用水平面這個(gè)實(shí)體的過程中，造成了虛像相對于實(shí)物倒立的結(jié)果。所以說，水平面成的像好像是倒立的，其實(shí)研究它成的像是正立還是倒立，應(yīng)該先把水平面等效成一塊平面鏡，將它豎立起來，再來觀察鏡前物體和鏡中物體的虛像相對于原來水平面的位置關(guān)系。

如圖1所示，在水面上有一個(gè)矩形物體ABCD，它在水面下的虛像是A′B′C′D′。要判斷這個(gè)物體的正立和倒立情況，應(yīng)該先把這個(gè)物體和虛像以及水面旋轉(zhuǎn)成如圖2所示，再來判斷它們相對于原來的水平面的正立和倒立情況。

在圖2所示中，我們看到，如果說矩形DABC相對于原來的水平面是正立的話，那么，它在水面下所成的像C′B′A′D′相對于原來的水平面也是正立的，而不是倒立的。因此，可以說水平面所成的像和平面鏡一樣，是正立等大的虛像。我們所說的“水中的倒影”只不過是由于平面鏡所成的像是左右相反的罷了。

另外，還有一種方法來判斷所成像的正立和倒立情況。我們知道，在幾何光學(xué)中，一般來講，實(shí)像總是倒立的，虛像總是正立的。下面我們分別來考察小孔、平面鏡和凸透鏡所成的像。如圖4~6所示：

我們可以看到，小孔成的是倒立的實(shí)像，平面鏡成的是正立的虛像，凸透鏡成的實(shí)像是倒立的，虛像是正立的；在上面的成像光路中，我們可以發(fā)現(xiàn)，如果像與物對應(yīng)點(diǎn)的連線相交于一點(diǎn)，則這個(gè)像應(yīng)該是倒立的實(shí)像；如果像與物對應(yīng)點(diǎn)的連線并不相交(延長線不算)，則這個(gè)像應(yīng)該是正立的虛像。下面我們可以利用這個(gè)規(guī)則再來審察“水中倒影”的正立和倒立情況。如圖7所示，在水面岸邊有一個(gè)傾斜物體AB，水面下是它的倒影A′B′，連接AA′和BB′，我們發(fā)現(xiàn)它們并不相交，所以就可以下結(jié)論了，“水中的倒影”應(yīng)該是正立的像。

參考文獻(xiàn)：

［1］劉炳升等.《八年級初中物理上冊》.江蘇科學(xué)技術(shù)出版社.2006年版

［2］馬勇.《初中物理基礎(chǔ)知識點(diǎn)中點(diǎn)》.北京教育出版社.2007年版

［3］丁駿.《中考物理熱點(diǎn)解析》.江蘇教育出版社.2008年版

(欄目編輯羅琬華)