实像与虚像的区别

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引言

根据物理定律，要产生图像，光线需要从物体发出，经过反射和折射后在特定点汇聚。光线汇聚的点即为成像点。简单来说，任何发出光线的东西都可以被认为是图像。本教程将在此概念的基础上，阐述实像和虚像的区别。

实像的定义

图1：凹面镜产生的实像

为了在屏幕上获得实像，需要将光线汇聚到屏幕上的一个固定点。为了得到屏幕上的这个特定点，需要将屏幕和光源放置在相同的平面上。这种类型的图像可以使用会聚透镜或凹面镜产生 (Physics, 2022)。

在这种情况下，图像的大小取决于物体的放置位置。光线相互作用的点，即形成实像。这种图像的特点是倒立的，并且可以在屏幕上看到。

虚像的定义

图2：虚像

无法在屏幕上获得的图像被称为虚像。这种图像被认为是正立的图像，它可以通过光线的散射形成。这种图像的形成可以使用凸面镜或发散透镜 (Teachoo, 2022)。

光线被认为在反射后从镜子的后面发散。在这种图像形成的情况下，光线永远不会聚焦在屏幕上的特定点。这就是无法在屏幕上看到虚像的核心原因。

实像和虚像的区别

虚像与实像的不同之处在于：

产生实像需要光线汇聚。相反，要产生虚像，需要光线看起来是汇聚的。实像通常是在光线经过反射后以组合的方式落在屏幕上的特定点时形成的 (Silva-Lora & Torres, 2020)。

另一方面，虚像是当光线看起来在某一点相遇时形成的。实像是倒立的，而虚像是正立的 (Eticaycine, 2022)。会聚透镜形成实像，发散透镜产生虚像。因此，实像可以在屏幕上获得，而虚像不能在屏幕上获得。

实像的例子

最常见的实像例子是电影屏幕上的图像反射。在电影屏幕上，图像借助使用两个透镜的投影仪投射。图像的创建发生在摄像机后部的探测器上。

虚像的例子

虚像最好的例子是物体在镜子另一侧的反射。为了产生虚像，需要光线在某一点相交。人眼观察到，在光线反射后，光线的存在在镜子的后面 (Keydifferences, 2022)。在这种情况下，物体和图像的大小彼此相同。

结论

本教程将实像定义为通常由光线汇聚产生的图像。另一方面，教程中已定义，要获得虚像，光线需要发散。教程进一步讨论了镜面成像（实像和虚像）这两类图像之间的差异。这两类图像之间发现的核心区别在于，实像是倒立的，而虚像是正立的。

常见问题

Q1. 电影投影机产生的图像是实像。为什么图像不被认为是倒立的？

据观察，为了产生实像，电影投影机通常使用两面镜子。第一面镜子用于汇聚光源。第二面镜子的作用是将图像投射到屏幕上。这样，图像被两次倒置，因此最终图像为正立的。

Q2. 凹透镜形成什么类型的图像？

大多数情况下，凹透镜形成的图像是缩小的、正立的、虚像，因为光源通过这种类型的透镜发生了发散。

Q3. 凸透镜产生什么类型的图像？

凸透镜能够产生实像和虚像。凸透镜产生的图像类型通常取决于物体的 位置。

Q4. 为什么虚像不能在屏幕上看到？

无法投射虚像的主要原因是，要在屏幕上看到图像，需要光线聚焦在屏幕的特定焦点上。这个特定的焦点在屏幕上找不到，因为光线无法投射到特定的焦点上。