影子不是像，實像虛像不一樣

翟勇

在光學的學習中，很多同學區分不清影子和像、實像和虛像，造成這些概念混淆不清的原因很多：其一是日常生活用語不規范，如，日常生活中“影”的含義很寬泛，有的是指物理學中的“影子”，有的是指物理學中的“像”：其二是對影子和像、實像和虛像的形成原因等方面理解不夠透徹；其三是對相近易混的知識、概念不善于運用對比的方法從更深刻更全面的層次加以區分，那么它們有哪些區別呢？

影和像的區別

影子的形成原因是光源發出的光在沿直線傳播過程中遇到不透明物體，有一部分光被物體擋住，其余的光仍按原來的方向沿直線傳播，在物體后面光被擋住的區域便出現了無光照射的黑暗區域，其原理是光的直線傳播，如樹蔭（如圖1）、人影（如圖2）、手影（如圖3）、日食（如圖4）、月食等，影子都是正立的，但可以用光屏承接，因影子區域無光射入，所以亮度較暗，其四周輪廓跟物體相似，但內部黑暗無細節，內部就談不上跟物體有什么相似之處了。

像的形成原因是從物體上射出的光經光學元件作用后，實際光線會聚或光的反向延長線會聚而成的明亮區域，其原理有三種：一是光的直線傳播，如小孔成像（如圖5）；二是光的反射，如平面鏡成像（如圖6）：三是光的折射，如平面折射成像（如圖7）和凸透鏡成像。像有正立的也有倒立的，正立的都是虛像。不能用光屏承接，倒立的都是實像，能用光屏承接，因像的區域有光射人，所以亮度較亮，其四周輪廓和內部細節都跟物體相似。

例1，橋在河里的倒“影”和立竿見“影”，前者是光的____引起的，后者是光的____引起的。

解析：橋在河里的倒“影”其實不是影子，而是橋在水面（相當于平面鏡）成的像，形成原因是橋射出的光在水面上發生反射，反射光線射入人眼。人眼根據光沿直線傳播的經驗，感覺光線是從虛像點發出的，這個虛像就是人眼看到的倒“影”，所以倒“影，，的成因是光的反射，立竿見“影”是光的直線傳播形成的，形成原因是光源發出的光在沿直線傳播過程中遇到不透明的竿，一部分光被竿擋住，其余的光仍按原來的方向沿直線傳播，在竿的后面光被擋住的區域便出現了竿的影子，所以立竿見“影”的成因是光的直線傳播。

答案：反射直線傳播

例2，下列情景中的“影”是光的折射產生的是（ ）。

A.如影隨形

B.畢業合影

C.湖光倒影

D.樹影婆娑

解析：如影隨形和樹影婆娑的“影”是影子，形成原因是光的直線傳播，畢業合影和湖光倒影的“影”都是像，其中畢業合影是光經凸透鏡折射后形成的實像，湖光倒影是光經水面反射后形成的虛像。

答案：B

實像和虛像的區別

成實像的情況有兩種：一種是小孔成像，形成原因是從物體上射出的光沿直線傳播，穿過小孔而形成的像（如圖8），其原理是光的直線傳播；另一種是凸透鏡成像，從物體上射出的光，經凸透鏡折射后會聚而成的像（如圖9），其原理是光的折射，實像都是實際光線會聚而成，都能用光屏承接，實像都是倒立的，像的大小有放大、等大、縮小二種情況。

成虛像的情況有三種：一種是平面鏡成像，從物體上射出的光，經平面鏡反射后發散，發散光線進入人眼，人眼根據光沿直線傳播的經驗感覺光線是從這些光線的反向延長線的會聚點射過來的，就形成了虛像（如圖10），平面鏡所成的像跟物體大小相等，我們平時照鏡子、水中倒影都屬于平面鏡成像，其原理是光的反射；第二種是平面折射成像，從物體上射出的光在兩種不同介質表面發生折射，折射光線進入人眼，人眼根據光沿直線傳播的經驗感覺光線是從這些光線的反向延長線的會聚點射過來的。就形成了虛像（如圖11），我們生活中見到的水中的筷子看起來向上彎折、池水變淺、海市蜃樓等都屬于平面折射成像，其原理是光的折射；第三種是放大鏡成像，從物體上射出的光，經凸透鏡折射后，折射光線進入人眼，人眼根據光沿直線傳播的經驗感覺光線是從這些光線的反向延長線的會聚點射過來的，就形成了虛像（如圖12），放大鏡所成的像是放大的，其原理是光的折射，虛像都是光線反向延長線的交點，都不能用光屏承接，虛像都是正立的。

例3，清澈見底、看起來不過齊腰深的池水，不會游泳的人千萬不要貿然下去，因為它的實際深度會超過你看到的深度，這是由于光從____射入____時發生____造成的，看到的是實際池底的（填“虛”或“實”）像。

解析：池底射出的光從水中斜射向空氣中時會發生偏折，這是光的折射現象，折射后的光線進入人眼，人眼根據光沿直線傳播的經驗，感覺光線是從折射光線的反向延長線的會聚點射過來的，就形成了虛像，因為光線是從水中斜射入空氣中的，折射光線遠離法線，所以形成的虛像就在實際物體的上方，人看到的池底升高，感覺池水變淺了，這就是池水變淺的原因，

答案：水中 空氣中 折射 虛

責任編輯：程哲endprint