摘要:备课时盯着教材里 “小孔成像” 的 “像” 字发呆 —— 京改版教材特意给它加了引号,其他版本也绝口不提 “实像” 二字。这耐人寻味的细节,让我开始怀疑:小孔成像真的是实像吗?顺着这个疑问深挖,发现物理教学里藏着一个被忽略的认知盲区。
备课时盯着教材里 “小孔成像” 的 “像” 字发呆 —— 京改版教材特意给它加了引号,其他版本也绝口不提 “实像” 二字。这耐人寻味的细节,让我开始怀疑:小孔成像真的是实像吗? 顺着这个疑问深挖,发现物理教学里藏着一个被忽略的认知盲区。
实像的核心定义是 “实际光线会聚而成,物距确定时像距唯一”。比如凸透镜成实像,物距一旦固定,像距必须在某一位置才能呈现清晰的像。
但小孔成像完全不同:
蜡烛(物)到小孔的距离固定,把光屏远移,像会变大但依然清晰;光屏近移,像会变小,同样清晰。这说明小孔成像的 “像距” 没有唯一性—— 它更像 “光线穿过小孔后,在不同距离的光屏上形成的 “光斑组合”,而非严格的 “光线会聚点”。
实像的关键是 “光线主动会聚”,但小孔成像的逻辑是 “光线直线传播后的光斑叠加”:
蜡烛上每个发光点,发出的光沿直线穿过小孔,在光屏上形成与小孔形状相同的小光斑;所有光斑无明显重叠,组合起来才像 “蜡烛的倒像”;所谓 “像距变化,像大小变化”,本质是光斑的放大或缩小—— 就像用手电筒照墙,远照光斑大,近照光斑小,和 “会聚成像” 完全不是一回事。实像的另一个特征是 “能被人眼在像的位置直接看到”(比如投影仪的像,站在幕布后能看到发散的光线)。但小孔成像中:通过小孔是看不到倒立的像。
无论怎么调节人眼到小孔的距离,看到的是物体本身,而不是倒立的实像。
人教版、苏教版只讲 “小孔成像成倒立的像”,绝口不提 “实像”;人教版关于小孔成像的描述
苏科版关于小孔成像的描述
教科版关于小孔成像的描述
京改版在 “像” 字上标了引号,暗示这不是严格意义的像;京改版关于小孔成像的描述
编者的克制,恰恰说明小孔成像的 “像” 和传统实像有本质区别—— 它更接近 “光线直线传播形成的光斑组合”,而非 “光线会聚的实像”。
我们教小孔成像时,该不该强调 “实像”?若不是实像,该如何给学生解释它的本质?这种 “光斑组合成像” 的逻辑,能不能和其他光学现象形成更完整的认知链?
欢迎老师们在评论区讨论 —— 你怎么看小孔成像的 “像”?教材的引号是不是另有深意?咱们一起把这个知识点嚼透,让学生真正理解光学的底层逻辑~
来源:物理问答
