物理學(xué)中實(shí)像和虛像的辨析

胡鈞凱

（湖南廣益實(shí)驗(yàn)中學(xué)，長(zhǎng)沙410014）

物理學(xué)中實(shí)像和虛像的辨析

胡鈞凱

（湖南廣益實(shí)驗(yàn)中學(xué)，長(zhǎng)沙410014）

實(shí)像與虛像是物理學(xué)中常見的問題，在我們的生活中也是隨處可見，本文主要從物理學(xué)角度來辨析實(shí)像與虛像的差異。

物理學(xué)；實(shí)像；虛像；辨析

1 實(shí)像和虛像的差異性分析

1.1 實(shí)像和虛像之間的成像原理不同

在成像原理方面，實(shí)像和虛像之間是存在較大差別的。物體本身所發(fā)射出來的光線通過鏡子折射后，這些光線都會(huì)聚焦在一個(gè)點(diǎn)上，在這一過程中所形成的便是實(shí)像，也是所有光線的交點(diǎn)。在凸透鏡中所形成的像都是呈現(xiàn)出倒立的趨勢(shì)，但是，如果經(jīng)過介質(zhì)的反射或者是折射，這就會(huì)使得光線逐漸延伸，光線的延伸方向是朝著相反的方向進(jìn)行的，并相交到一個(gè)點(diǎn)上，這樣形成的便是虛像。

1.2 實(shí)像和虛像之間的承接方式有所不同

對(duì)于實(shí)像來說，可以用光屏和肉眼兩種方式進(jìn)行觀看。而且，在凸透鏡的成像過程中，我們可以發(fā)現(xiàn)，虛像都是呈現(xiàn)正立的，實(shí)像則都是倒立的。所以，在看虛像時(shí)，可能還會(huì)有光線直接進(jìn)入肉眼中，但是，光線并不是直接來源于虛像，而是通過鏡子的反射光線。一般情況下，人們會(huì)認(rèn)為這只是從虛像中發(fā)生的，但是，虛像不單單可以從反射形成，而且也可以因?yàn)檎凵湫纬桑谄矫骁R上形成等大的虛像，凸透鏡上形成較大的虛像。

2 實(shí)物、實(shí)像以及虛像的可視范圍研究

一般情況下，如果能夠引起眼睛上的視覺，實(shí)像和虛像兩者與真正的發(fā)光體就沒有本質(zhì)上的區(qū)別，并且也可以不必考慮到像的虛實(shí)狀況，但是，我們一定要能夠考慮到兩者的可視范圍。

實(shí)像和虛像的可視范圍是完全不同的，例如，經(jīng)過試驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)，由于折射光線和反射光線的張角是出于完全不同的局限條件，人體的眼睛只能在像點(diǎn)后的光線張角范圍內(nèi)才能逐漸看到像點(diǎn)，這樣就能夠看到真實(shí)的發(fā)光點(diǎn)。但是，在張角以外，雖然說能夠形成物體圖像，可是沒有讓光線順利地進(jìn)入到眼睛當(dāng)中，所以眼睛便不能很好地看到像點(diǎn)。

3 平面鏡、凸透鏡成實(shí)像或者虛像的研究

3.1 平面鏡成像的路線研究

根據(jù)光的反射性定律，其入射光線、反射光線以及法線都是處于同一個(gè)平面當(dāng)中，而入射光線和反射光線則是處于法線的兩旁。更為通俗地講，反射角基本上都是等于入射角，我們可以做出平面鏡成像過程中的路程圖，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)物點(diǎn)所發(fā)出的光線經(jīng)過平面鏡反射之后，反射光線會(huì)逐漸向相反方向的延長(zhǎng)線上聚焦，并形成與物對(duì)稱的像點(diǎn)。此時(shí)的像是由于光的反向延長(zhǎng)線會(huì)聚而形成，所以其成像都是虛像。在平面鏡的后面放上光屏，發(fā)現(xiàn)在光屏上不能形成相應(yīng)的像。但是，在鏡前觀察鏡中的物體卻絲毫不受鏡后光屏的影響。

3.2 凸透鏡成實(shí)像光線的研究

在利用凸透鏡成像原理上，我們可以從三條不同的光線路程去展現(xiàn)凸透鏡成實(shí)像和虛像的光路。當(dāng)物體所發(fā)出的光線經(jīng)過凸透鏡折射后可能會(huì)在凸透鏡上的另外一側(cè)形成相應(yīng)的成像點(diǎn)，這是由于實(shí)際光線聚焦而成的像點(diǎn)。所以，無論是從什么位置上放置光屏，成像的位置都會(huì)在這一位置上。但是，當(dāng)我們將光屏放在此處，光屏就會(huì)將這些反射的光線成像，因此我們便可以充分利用光屏來找到像的位置。

3.3 凸透鏡成虛像的分析

從當(dāng)前凸透鏡成虛像的分析中，我們可以看出，凡是經(jīng)過凸透鏡折射的兩條光線在鏡的另外一側(cè)是沒有任何的交點(diǎn)，但是，我們可以將它們逐漸向反向延長(zhǎng)，在物體的同側(cè)上就可以有效地形成物體上的虛像。同時(shí)我們也可以發(fā)現(xiàn)，反向延長(zhǎng)線在本質(zhì)上并不是實(shí)際上的光線，所以將光屏放在任何位置也無法接收到任何的光線，自然也就無法呈現(xiàn)出像。

從目前的情況來看，著名的海市蜃樓便是由于光線折射產(chǎn)生的，當(dāng)光線通過不穩(wěn)定的大氣層時(shí)，極有可能會(huì)引起光學(xué)上的現(xiàn)象。眾所周知，一般的光線都是在均勻的介質(zhì)中傳播的，若光線通過不均勻的大氣時(shí)，則很有可能會(huì)使像發(fā)生扭曲，形成海市蜃樓。若我們從遠(yuǎn)處去看，只能看到地平線上的物體，但是，光在不均勻的大氣中進(jìn)行傳播，在光線傳播過程中便會(huì)發(fā)生彎曲。例如在樓頂反射的光線，可以經(jīng)過一定的角度反射到空中，但是由于大氣的密度不一樣，在光線的折射率上可能會(huì)從下到上變小，光線不斷折射，一般來說，折射角變大，光線將會(huì)越來越偏高于法線。當(dāng)光線達(dá)到某個(gè)氣層上，就可以完全滿足全反射條件，在光線上就會(huì)發(fā)生相應(yīng)的全反射，便很有可能會(huì)逐漸轉(zhuǎn)向地面進(jìn)行傳播。當(dāng)光線越來越靠近法線，逐漸彎向地面時(shí)，由于人眼的習(xí)慣，就會(huì)產(chǎn)生一種視覺上的錯(cuò)覺，形成所謂的“海市蜃樓”。

4 結(jié)語

為了能夠更好地深入了解物理學(xué)中實(shí)像和虛像的區(qū)別，我們必須要深入了解光線傳播過程中所發(fā)生的變化，對(duì)實(shí)像和虛像之間的可視范圍進(jìn)行詳盡分析，只有這樣，才能有效地推動(dòng)實(shí)際中的應(yīng)用。

［1］劉勝功，張玉晶.在水面上看水面下物點(diǎn)所成像的位置的確定［J］.新課程學(xué)習(xí)(下)，2012，(09)：241-242.

［2］葉韻.2個(gè)互成角度的平面鏡成像個(gè)數(shù)與物點(diǎn)所處位置的關(guān)系［J］.高中數(shù)理化，2014，(07)：338-339.

［3］鄔劍峰.兩個(gè)互成角度的平面鏡中能形成多少個(gè)像［J］.中學(xué)物理教學(xué)參考，2003，(07)：61-63.

Analysis of the Real Image and Virtual Image in Physics

HU Jun-kai
(Hunan Guangyi experimental middle school,Changsha 410014,China)

The real image and virtual image is common in physics,in our life is everywhere,this paper mainly from the point of view of physics to differences in analysis of real image and virtual image.

Physics;Real image;Virtual image;Analysis

G633.7

A

1674-8646（2015）09-0066-02

2015-06-25