实像和虚像_为什么实像都是倒立的
在物理学中，光的传播规律是理解许多现象的基础。从影子的形成到平面镜的成像，光的特性为我们揭示了自然界的奥秘。本文将详细探讨实像和虚像的形成原理及其应用，让我们一同深入了解这些光学现象。
【知识回顾】
1. 光在均匀介质中沿直线传播，这一特性引发了影子的产生，以及日食和月食等天文现象。小孔成像就是光直线传播的经典实例。
通过小孔形成的像称为“实像”。
小孔成像示意图
2. 光照射到物体表面时，可能会反射。反射面若不平整，则发生漫反射；若为平面，则会出现镜面反射。
平面镜所形成的像被称为“虚像”。
平面镜成像示意图
【举手提问】
1. 实像是什么？
2. 虚像又是什么？
3. 如何绘制平面镜成像的光路图？
【新课学习】
一、实像
以小孔成像为例：
光在空气中沿直线传播，蜡烛每一个光点发出的光线，只有与小孔对齐的光线能够通过。当这些光线穿过小孔时，其传播方向保持不变，最终在小孔的前后都形成实际的光线。
通过小孔的光线可以在一个遮挡光的屏幕上形成物体的像，这个屏幕被称为“光屏”。
小孔成像光路图
2. 实验结果表明：
只有实际光线能够在光屏上形成像，这种像在物理学中被称为“实像”。
小孔成像实验
判断实像的方法：
1. 由实际光线形成的像称为实像；
2. 能被光屏承接的像也是实像。
二、虚像
光在均匀介质中沿直线传播，但在不同疏密的介质中，光线会发生折射。
● 太阳的像
地球周围的大气层因疏密不均，光线在进入大气层后会发生弯曲，最终进入我们的眼睛。尽管我们看到了太阳，实际上却是太阳的虚像。
太阳光折射光路图
● 海市蜃楼
海市蜃楼通常在夏季海面上出现。当热空气笼罩海面时，海水温度较低，导致上层和下层空气的密度不同，从而引发光的折射现象。
来自远处物体的光线通过弯曲的空气层进入眼睛，形成了远处景物的虚像。
海市蜃楼光路图
夏季沙漠地区也会出现类似的现象，远处的景物同样是虚像。
沙漠海市蜃楼及图示
● 平面镜成像
1. 成像原理
平面镜的成像原理依赖于光的反射。当物体发出的光线照射到镜面时，部分光线会被反射回来，形成我们所看到的像。实际上，这种像是通过镜面反射形成的虚像。
倒影与成像原理图
逆着反射光线，我们看到的景物就是通过镜面形成的虚像。
人在平面镜中的虚像
2. 虚像实验
在研究“平面镜成像规律”的实验中，蜡烛的像无法在镜子另一侧的光屏上显示，验证了虚像的特性。
验证平面镜成虚像实验
通过实验，可以发现虚像是无法用光屏承接的。
三、平面镜成虚像作图法
利用平面镜成像规律，可以通过作图法来展示虚像的形成。
平面镜成像规律：
物体在平面镜中的像是虚像，
像与物体大小相等，
像与物体到镜面的距离相等，
像与物体的连线与镜面垂直。
平面镜成像作图法依据的是平面镜成像规律，光路图具有平面镜成像的四个特点。
作图的关键在于找到虚像与物体的对称点。
在平面镜前，我们所见的影像是镜面反射光线的结果，镜后并不存在光源。
绘制反射光线时，实际光线的延长线与物体的像用虚线表示，虚线部分不应有箭头。
判断虚像的方法：
由实际光线的反向延长线“会聚”形成的像为虚像。
无法用光屏承接的像为虚像。
【中考真题训练】
1. (2018本溪) 山峰在水中的“倒影”是光在平静的水面发生的（选填“镜面”或“漫”）反射形成的（选填“实”或“虚”）像。若一个山峰顶端到水面的距离为80m，水深5m，那么它像的顶端到水面的距离为（m）。
2. (2019菏泽) 关于平面镜成像的说法，正确的是（）。
A. 平面镜成像是光的折射现象
B. 平面镜所成的像是实像
C. 平面镜所成的像是虚像
D. 人越靠近平面镜，镜中像就越大
3. (2019天水) 小明身高1.8m，当他站在平面镜前2m处时，他在镜中的像距平面镜为（m），镜中像的高度为（m）。当他在湖边树荫下乘凉时，发现树下
有许多圆形的光斑，这是由于光的现象而形成的。
4. (2019河北) 小明在湖边游玩时，看到了一些光现象。
(1) 茂密的树下有一个个圆形的小光斑，是由于光的（选填“直线传播”或“折射”）而形成的太阳“像”；
(2) 看到的湖水中游动的“鱼”比其实际位置要（选填“深”或“浅”）；
(3) 湖中孔桥的“倒影”，是由于光的（选填“反射”或“折射”）而形成的虚像。
5. (2019枣庄) 诗句“大漠孤烟直，长河落日圆”描绘了一幅美丽的画卷，其实观察到的落日并非太阳的实际位置，而是太阳光经过不均匀的大气层所成的像，太阳实际在图中（选填“甲”或“乙”）的位置。
6. (2019贺州) 请在图中画出物体AB在平面镜中的像A'B'（保留作图痕迹）。
7. (2019山西) 如图甲所示，家用小轿车的前挡风玻璃都是斜的，这样可以保证夜间行车时，车内景物通过挡风玻璃所成的像，成在司机前面斜上方，避免干扰司机视线，保证驾驶安全。请你在图乙中画出司机眼睛（B点）通过挡风玻璃MN看到车内装饰物（A点）的像的光路图。
8. (2019哈尔滨) 如图，请你画出烛焰上A点经平面镜MN所成的像A'。
参考答案：
1. 镜面虚80
2. C
3. 21.8直线传播
4. 光的直线传播浅反射
5. 折射乙
6. 题图
7. 题图
在学习光的传播与成像的过程中，我们不仅仅是掌握了物理知识，更是体验到科学探索的乐趣。无论是实像的形成，还是虚像的奇妙现象，光学的规律为我们理解周围的世界提供了强有力的工具。通过对这些概念的深入探讨，我们可以更好地观察和思考身边的光学现象，提升我们的科学素养与观察能力。未来，继续探索光的奥秘，或许能为我们打开更广阔的科学之门。
