解析光学中极易混淆的几个问题

张明邦

一、光源与亮的物体

学生初学物理时，往往把光源和亮的物体混为一谈，错误地认为亮的物体就是光源，究其原因是没有真正理解光源的含义。我们把本身正在发光的物体叫光源，一些表面看上去很亮的物体如月亮、宝石、狼眼，正在放映电影的银幕等，由于它们本身不发光，只是反射或折射光源发出的光，因此不论它们有多亮都不是光源。由此，有些学生又错误地得出：光源一定是亮的物体，而事实上亮的物体却不一定是光源。根據电磁学知识，光源可分为可见光源和不可见光源，因此，光源也不一定是亮的物体，同理，亮的物体也不一定是光源。而要判定一个物体是否为光源仅用眼睛是不够的，应当从其实质来判定它本身是否正在发光。

二、镜面反射与漫反射

初二物理书中探讨这两种反射时是在做“平行光经平面镜反射后的光路图”的基础上，通过学生的做图和观察，让学生回答分别属于什么类型的反射，而学生往往根据反射光线的特点，死记这两种类型的反射，错误地认为反射光线不平行就为漫反射，究其原因是：牢记了物理现象的结果，而没有理解产生这一结果的前提，教材上讲述镜面反射、漫反射时是以平行的入射光为前提。事实上，镜面反射、漫反射的根本区别不是“反射光线”，而是粗糙的“反射面”对光的反射就是漫反射。

三、光的反射与折射现象

要区别这二种现象，关键是弄清两者间的不同点，而反射现象与折射现象的不同点具体表现在二个方面：1.光反射时仅仅发生在两种物质的分界面上，但光传播方向肯定发生了改变;而光折射时，光虽然由一种物质进人了另一种物质，但光的传播方向不一定发生改变（如光垂直进入另一种物质时，光的传播方向就不发生改变）;2.光反射时，反射光线、入射光线虽然在法线两侧，但反射光线、入射光线在同一种物质中，因此光反射时，传播速度是不变的;而光折射时，折射光线、入射光线不仅位于法线的两侧，且折射光线、入射光线在两种物质中，因此，光折射时传播速度是改变的。

四、透镜与面镜

记住这两者的概念并不难，但做图时怎样防止“张冠李戴”是个难点，究其实质：透镜关键在“透”字，“透”即“穿过、通过”的含义，而对于光线来讲，即能从镜子的一边穿镜而过到达镜子的另一边，发生的是光的折射现象，因此，透镜的应用原理是光的折射现象。而面镜关键在“面”字上，“面”即“表面”，光线射到面镜上，在镜子的表面被挡住，不能穿过，而返回到原来物质中，即发生光的反射现象，因此，面镜的应用原理是光的反射现象。

五、像和影子

初二物理学在讲述完平面镜成像特点后，引出了“倒影”的概念，而有的同学由于对像、影的概念不清，因此错误地认为河边树木在水中的倒影就是树木的影子，要使同学对像影概念有一清晰的印象，应重在引导学生区别像与影子，归纳起来像与影子有三个方面的区别：1.形成原理不同：影子是由于光传播过程中遇到不透明的物体时，在物体后方光不能到达的区域形成的阴影，因此影子又叫几何暗区，它是由于光直线传播原理造成的;而像是指物体发出的光线通过光学器件反射或折射后形成的与原物相似的图景，它的形成原理是光的反射或光的折射;2.感觉不同：眼睛观察像时，感觉是亮的，而眼睛观察影子时，感觉是暗的;3.变化情况不同：当外界光源位置变化时，像的性质大小不变，而影子的形状大小会变化。

六、实像和虚像

初中物理教学大纲中，要求掌握的成像问题有两种：一是平面镜成像，二是凸透镜成像，平面镜成的像都为虚像，而凸透镜成像有时为虚像，有时为实像，那么，实像与虚像的区别是什么？1.形成的原因不同：平面镜所成虚像是反射光线的反向延长线会聚而成，而凸透镜所成虚像则是折射光线的反向延长线会聚而成，凸透镜所成实像则是实际光线会聚而成。由此可见，实像是实际光线会聚形成的，而虚像则是实际光线的反向延长线会聚而成;2.像的正立、倒立情况不同，由于虚线是实际光线反向延长线会聚而成，因此虚像都是正立的;而实像是实际光线会聚而成，实际光线相对于原入射光线上下发生了变化，因此实像都是倒立的;3.光屏对像的承接情况不同：由于虚像不是实际光线会聚而成，因而不能用光屏承接;而实像因为是实际光线会聚而成，因此可以用光屏承接。应注意的是，不论实像或虚像，虽然有三个方面的区别，但眼睛都是可以看到的。

七、平面镜成像和凸透镜成像

平面镜和凸透镜都能成像，它们有共同点，也有不同点。

相同点：平面镜和凸透镜作为光学元件都可成像，也都可成虚像。

不同点：1.成像原理不同，平面使是通过光的反射成像，而凸透镜是通过光的折射成像;2.成像条件不同，物体在平面镜前就能成像，而物体只有不在凸透镜的焦点处才能成像;3.像的大小不同，平面镜所成的虚像与物等大，而凸透镜可以成放大、等大、缩小的像;4.像的虚实不同，平面镜只能成虚像，而凸透镜可以成虚像，也可以成实像;5.像的位置不同，平面镜所成的像与物分居在平面镜两侧，而凸透镜成的像与物可以分居在凸透镜两侧，也可以在同侧;6.像距、物距关系不同，平面镜成像的像距与物距相等，而凸透镜成像因像距、物距关系不同而成不同的像。

八、会聚作用和发散作用

透镜有凸透镜和凹透镜两种。凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。在学习时，不少同学把凸透镜对光线的会聚作用和凹透镜对光线的发散作用相混淆，而导致解题错误。

（一）凸透镜

凸透镜对光线的会聚作用是指使平行光线变成会聚光线（其中平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在焦点），使会聚光线的会聚程度增大（提前会聚），发散程度减小。

（二）凹透镜

凹透镜对光线的发散作用是指它能使平行光线变成发散光线（其中平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其发散光线的反向延长线相交于凹透镜的虚焦点），使会聚光线的会聚程度减小（拖后会聚），使发散光线的发散程度增大。

初中生只有充分理解和区别以上各个物理概念，才能在解决有关光学问题时做到游刃有余，提高做题的准确率。

（责编  侯 芳）