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    為什麽凸透鏡成像隻是上下顛倒,而平麵鏡成像隻是左右顛倒?

    2021-06-23 03:08:33

    為什麽凸透鏡成像隻是上下顛倒,而平麵鏡成像隻是左右顛倒?

    答:

    首先要糾正問題中對凸透鏡和平麵鏡成像的描述。凸透鏡成像,上下和左右都顛倒;平麵鏡成像,上下和左右都不顛倒。

    人教版物理教材八年級上冊中,對平麵鏡成像的描述是“平麵鏡所成的像與物體關於鏡麵對稱”。如下圖,左麵是物體正方形ABCD,中間是平麵鏡,右麵是通過平麵鏡成的像A’B’C’D’(虛線輪廓表示虛像)。



    用灰色箭頭標示出物這邊的左。以物的左為標準,物的A在B左邊,像的A’也在B’左邊,並沒有左右顛倒。這裏實際上是“前後”發生了變化。以A相對於D的方向為前,在物的一側和像的一側,“前”的方向是相反的。因此平麵鏡成像的特點可以描述為“前後顛倒”。如果丝瓜视频污污版分析像時以像的前為標準,A’就到了B’右邊。這就是丝瓜视频污污版日常說的“左右顛倒”。前後顛倒不影響上下,所以上下不顛倒就不難理解。教材中沒有使用“左右顛倒”這樣的表述,是十分嚴謹的。丝瓜视频污污版對比凸透鏡的成像就會明白。

    湖北光學玻璃製品凸透鏡成像,經常畫這樣的光路圖(這裏隻分析成倒立實像的情況,成正立虛像時不存在上下左右顛倒)。



    圖中的兩個物都在凸透鏡的一倍和二倍焦距之間,像都在二倍焦距之外,是倒立、放大的實像。用灰色箭頭標示出物這邊的上。以物的上為標準,物的A在D上邊,像的A’在D’下邊,這就是“上下顛倒”。以紅箭頭相對於黃箭頭的位置為前,在物的一側和像的一側,“前”的方向是相同的。凸透鏡成像中不存在平麵鏡那樣的“前後顛倒”。

    由於通常都是畫這種平麵圖,左右的情況被忽略了。其實,凸透鏡是球麵鏡,上下和左右是等價的。丝瓜视频污污版隻要把整個光路以光軸為軸,旋轉90度,光路圖顯示的就是左右的情況。



    用灰色箭頭標示出物這邊的左。以物的左為標準,物的B在C左側,而像的B’在C’的右側,這就是“左右顛倒”。這種左右變化和平麵鏡的情況是相反的。如果把凸透鏡說成是“左右顛倒”,那麽平麵鏡就不能說“左右顛倒”,否則會引起混淆。這也是我認為教材中沒有采用這種表述的原因。(當然,如果有的版本教材使用了這樣的表述,也請以教材為準。從上述分析也能看出,這隻是分析問題的角度不同)

    對於光學成像,關鍵是理解成像原理,會畫光路圖。掌握這些後,上述問題都可以迎刃而解,不需要特別記憶結論。

    參考資料:人教版物理教材八年級上冊P78

    by 老張


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