翟勇

在光學(xué)的學(xué)習(xí)中，很多同學(xué)區(qū)分不清影子和像、實(shí)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(yǔ)不規(guī)范，如，日常生活中“影”的含義很寬泛，有的是指物理學(xué)中的“影子”，有的是指物理學(xué)中的“像”：其二是對(duì)影子和像、實(shí)像和虛像的形成原因等方面理解不夠透徹；其三是對(duì)相近易混的知識(shí)、概念不善于運(yùn)用對(duì)比的方法從更深刻更全面的層次加以區(qū)分，那么它們有哪些區(qū)別呢？

影和像的區(qū)別

影子的形成原因是光源發(fā)出的光在沿直線傳播過(guò)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(lái)的方向沿直線傳播，在物體后面光被擋住的區(qū)域便出現(xiàn)了無(wú)光照射的黑暗區(qū)域，其原理是光的直線傳播，如樹(shù)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(qū)域無(wú)光射入，所以亮度較暗，其四周輪廓跟物體相似，但內(nèi)部黑暗無(wú)細(xì)節(jié)，內(nèi)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(jīng)光學(xué)元件作用后，實(shí)際光線會(huì)聚或光的反向延長(zhǎng)線會(huì)聚而成的明亮區(qū)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(shí)像，能用光屏承接，因像的區(qū)域有光射人，所以亮度較亮，其四周輪廓和內(nèi)部細(xì)節(jié)都跟物體相似。

例1，橋在河里的倒“影”和立竿見(jiàn)“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(shí)不是影子，而是橋在水面（相當(dāng)于平面鏡）成的像，形成原因是橋射出的光在水面上發(fā)生反射，反射光線射入人眼。人眼根據(jù)光沿直線傳播的經(jīng)驗(yàn)，感覺(jué)光線是從虛像點(diǎn)發(fā)出的，這個(gè)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(jiàn)“影”是光的直線傳播形成的，形成原因是光源發(fā)出的光在沿直線傳播過(guò)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(lái)的方向沿直線傳播，在竿的后面光被擋住的區(qū)域便出現(xiàn)了竿的影子，所以立竿見(jiàn)“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(chǎn)生的是（ ）。

A.如影隨形

B.畢業(yè)合影

C.湖光倒影

D.樹(shù)影婆娑

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

答案：B

實(shí)像和虛像的區(qū)別

成實(shí)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(guò)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(jīng)凸透鏡折射后會(huì)聚而成的像（如圖9），其原理是光的折射，實(shí)像都是實(shí)際光線會(huì)聚而成，都能用光屏承接，實(shí)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(jīng)平面鏡反射后發(fā)散，發(fā)散光線進(jìn)入人眼，人眼根據(jù)光沿直線傳播的經(jīng)驗(yàn)感覺(jué)光線是從這些光線的反向延長(zhǎng)線的會(huì)聚點(diǎn)射過(guò)來(lái)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(shí)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(zhì)表面發(fā)生折射，折射光線進(jìn)入人眼，人眼根據(jù)光沿直線傳播的經(jīng)驗(yàn)感覺(jué)光線是從這些光線的反向延長(zhǎng)線的會(huì)聚點(diǎn)射過(guò)來(lái)的。就形成了虛像（如圖11），我們生活中見(jiàn)到的水中的筷子看起來(lái)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(jīng)凸透鏡折射后，折射光線進(jìn)入人眼，人眼根據(jù)光沿直線傳播的經(jīng)驗(yàn)感覺(jué)光線是從這些光線的反向延長(zhǎng)線的會(huì)聚點(diǎn)射過(guò)來(lái)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(zhǎng)線的交點(diǎn)，都不能用光屏承接，虛像都是正立的。

例3，清澈見(jiàn)底、看起來(lái)不過(guò)齊腰深的池水，不會(huì)游泳的人千萬(wàn)不要貿(mào)然下去，因?yàn)樗膶?shí)際深度會(huì)超過(guò)你看到的深度，這是由于光從____射入____時(shí)發(fā)生____造成的，看到的是實(shí)際池底的（填“虛”或“實(shí)”）像。

解析：池底射出的光從水中斜射向空氣中時(shí)會(huì)發(fā)生偏折，這是光的折射現(xiàn)象，折射后的光線進(jìn)入人眼，人眼根據(jù)光沿直線傳播的經(jīng)驗(yàn)，感覺(jué)光線是從折射光線的反向延長(zhǎng)線的會(huì)聚點(diǎn)射過(guò)來(lái)的，就形成了虛像，因?yàn)楣饩€是從水中斜射入空氣中的，折射光線遠(yuǎn)離法線，所以形成的虛像就在實(shí)際物體的上方，人看到的池底升高，感覺(jué)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(zé)任編輯：程哲endprint