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        “水中的倒影”真的是倒立的像嗎?

        2008-12-31 00:00:00盧振林
        物理教學(xué)探討 2008年17期

        摘要:判斷像的虛實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”是倒立的像的錯誤觀點(diǎn)。

        關(guān)鍵詞:平面鏡;虛像;實像

        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,往往會這樣講,“平面鏡成的是正立等大的虛像,比如我們平時照鏡子;還有,從水面看岸邊的物體,也是平面鏡成像現(xiàn)象?!边@時,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。帶著這個問題,我在教學(xué)過程中也進(jìn)行了思考:其實,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”這個實體,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)用水平面這個實體的過程中,造成了虛像相對于實物倒立的結(jié)果。所以說,水平面成的像好像是倒立的,其實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,在水面上有一個矩形物體ABCD,它在水面下的虛像是A′B′C′D′。要判斷這個物體的正立和倒立情況,應(yīng)該先把這個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像,平面鏡成的是正立的虛像,凸透鏡成的實像是倒立的,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),則這個像應(yīng)該是倒立的實像;如果像與物對應(yīng)點(diǎn)的連線并不相交(延長線不算),則這個像應(yīng)該是正立的虛像。下面我們可以利用這個規(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)

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