虛像到底是怎麼回事?
當你學習物理時,很可能會對虛像這個問題有疑問,總覺得沒有從根兒徹底理解虛像到底是怎麼回事。
比如,教材上說平面鏡成虛像,到底是怎麼成的虛像?人眼是怎麼感受到這個反向延長線交點呢?
再比如,物體在凸透鏡一倍焦距以內時,在物體同側成虛像,到底人眼是怎麼感受到的光線導致物體同側有虛像產生呢?
一、要想徹底想透這個問題,需要先理解人眼感受到物理髮出光線而產生物像的一個規律:直線進入眼球後,人總是覺得光線總是沿直線傳播過來的。比如,你對面有個球,它發出的光線是沿直線傳播到你的眼裡的,這時候你覺得光沿直線傳播從而感知到這個球。你感知到的與實際相符。
這就產生一個問題,儘管有時候光沒有沿直線傳播,但你感覺還是直線傳播,你感知到的與實際不符。
二、就拿平面鏡來說,你站在鏡子前面,你斜後方有個電視,這時候電視發出的光線經過平面鏡反射到了你的眼中,(注意,這時候你感受到的是平面鏡反射的光線而不是電視直接發出的光線)。但你感知到這個反射的光線時,你還是覺得光是沿直線傳播過來的,也就是覺得是從鏡子後面直線傳播過來的,對吧?
所以你就會感知到光線是從鏡子後面來的,即有個電視在鏡子後面發出光線,沿著直線傳播過來到了你的眼中,你的感知與實際不符,所以你感知到的這個電視只能叫成虛像。
三、再往下說說凸透鏡的虛像是怎麼回事。當物體處於焦距一倍以內,人在物體的異側時,你會感覺到在物體同側有個放大的物體虛像。這個產生的放大物體虛像又是什麼原理呢?
不妨這樣分析一下。
如上圖。當你站在物體的另一側,這樣凸透鏡居中,人物異側。當這兩條光線進入你的眼中,換句話說當你的肉眼感知到發散的光線時,你還是會覺得它是沿直線傳播過來的,對吧?所以你就會感知到在物體同側有個虛像在發出光線,即你實際感受到這兩條光線的反向延伸線的交點處有虛像,注意進入你眼中的這兩條光線是實的,但你感知到的反向延伸線及其交點是虛的啊。應該好理解吧?
你感知到的是虛的,與實際不符。你的腦細胞以為光沿直線傳播,這個虛像發出光線到你眼中,這當然與實際不符,但這確實是你的感受。
當你站在物體的另一側時不要站得離凸透鏡太遠哦,想想什麼道理?
虛像到底是怎麼回事?(續)
通過對凸透鏡在一倍焦距以內物體成像原理的分析,即兩條光線的反向延長線交點處即虛像位置的理解,知道了虛像就是大腦對光線沿直線傳播的感知,而不是真實光線。
那麼對虛像的這個規律,不妨總結一下。因為虛像不是實際光線的源頭,它沒有發出光線,所以光屏上是顯示不出來的,(規範的說法是光屏承接不到虛像),因為這只是你的腦細胞的感知而已,不是實際發出光線的實體。
還有一個問題,如果物體不是在凸透鏡焦距一倍以內,而是在一倍以外時,當你站在凸透鏡另一側,你的眼睛裡同樣會有光線傳播進來,同樣會有光沿直線傳播的腦細胞的感知啊,那麼你為什麼不會在物體同側感覺到有虛像的存在呢?
這是因為進入到眼睛裡的兩條光線,其反向延長線沒有交點。如下圖。
看到了吧,比如當你眼睛在物體異側一倍焦距下方位置,這兩條光線進入了你的眼睛,光是沿直線傳播的,但是順著這兩條光線的反向延長線,它是沒有交點的,也就不會形成物體的虛像啊。