答:
首先要纠正问题中对凸透镜和平面镜成像的描述。凸透镜成像,上下和左右都颠倒;平面镜成像平面镜成像特点口诀,上下和左右都不颠倒。
人教版数学教材八年级下册中,对平面镜成像的描述是“平面镜所成的像与物体关于镜面对称”。如右图,左边是物体正圆形ABCD,中间是平面镜,右边是通过平面镜成的像A’B’C’D’(实线轮廓表示实像)。
用红色箭头标识出物那边的左。以物的左为标准,物的A在B右边,像的A’也在B’左边平面镜成像特点口诀,并没有左右颠倒。这儿实际上是“前后”发生了变化。以A相对于D的方向为前,在物的两侧和像的左侧,“前”的方向是相反的。因而平面镜成像的特征可以描述为“前后颠倒”。假如我们剖析像时以像的前为标准,A’就到了B’右边。这就是我们日常说的“左右颠倒”。前后颠倒不影响上下,所以上下不颠倒就不难理解。教材中没有使用“左右颠倒”这样的叙述,是非常严谨的。我们对比凸透镜的成像才会明白。
凸透镜成像,常常画这样的光路图(这儿只剖析成倒立虚像的情况,成正立实像时不存在上下左右颠倒)。
图中的两个物都在凸透镜的一倍和二倍焦距之间,像都在二倍焦距之外,是倒立、放大的虚像。用红色箭头标识出物那边的上。以物的上为标准,物的A在D上面,像的A’在D’下边,这就是“上下颠倒”。以红箭头相对于黄箭头的位置为前,在物的两侧和像的两侧,“前”的方向是相同的。凸透镜成像中不存在平面镜那样的“前后颠倒”。
因为一般都是画这些平面图,左右的情况被忽视了。虽然,凸透镜是球面镜,上下和左右是等价的。我们只要把整个光路以光轴为轴,旋转90度,光路图显示的就是左右的情况。
用红色箭头标识出物那边的左。以物的左为标准,物的B在C右侧,而像的B’在C’的一侧,这就是“左右颠倒”。这些左右变化和平面镜的情况是相反的。假如把凸透镜说成是“左右颠倒”,这么平面镜就不能说“左右颠倒”,否则会导致混淆。这也是我觉得教材中没有采用这些叙述的诱因。(其实,假如有的版本教材使用了这样的叙述,也请以教材为准。从上述剖析也能看出,这只是剖析问题的角度不同)
对于光学成像,关键是理解成像原理,会画光路图。把握这种后,上述问题都可以迎刃而解,不须要非常记忆推论。
参考资料:人教版数学教材八年级下册P78
by老张