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2014年上半年笔者正在监考中考物理实验技能考查，突然，有一学生指着光屏问我：“老师，你说物体通过凸透镜在光屏上成的像上下、左右都颠倒。现在我看光屏上的像上下颠倒，但左右并不颠倒啊。”听了他的提问我陷入了沉思。由此想到了这样一道题目：[TP5CW49。TIF，Y#]
在探究凸透镜成像规律时，小明用5个红色的发光二极管按“F”字样，镶嵌排列在白色方格板上，替代蜡烛作为光源，又用同样的白色方格板做成光屏。实验使用的凸透镜焦距为10 cm，实验装置如图1所示。
光源“F”放在15 cm处，其大小如图2所示，凸透镜固定在光具座零刻度线上。用遮光罩将凸透镜的上半部分罩住，则光屏上所成的像是图3中的
[TP5CW53。TIF，BP#]
听了学生的提问后，本人问了一些一线教师，大部分认为答案是C，也有一小部分教师对答案C有疑惑。但现在我认为在这道题目中光屏是不透明的，人眼只能在光屏的左侧观察像，看到光屏上所成的像应是图3中的D，因为对学生而言，光屏上所成的像，应该是学生在实验中眼睛看到的像。这个题目其实已经确定了观察物体和像的位置，在物体和光屏的中间看物体和像，眼睛看到的像只有上下发生了颠倒。学生做实验采用的装置如图4所示，光屏同样是不透明的，在物体和光屏的中间观察物体和像，看到的像相对于观察的物体只有上下颠倒了。
[TP5CW54。TIF，BP#]
在平时的教学中，我们都忽视了当观察位置不同时，观察的结果会存在差异。我想可能是因为在下面的几种情况中，倒立的像都是上下、左右均颠倒或无法观察到倒立的情况，我们[JP3]也就从来没思考过有没有特殊的情况。我们先来看看这几种情况：[JP]
（1）小孔成像的实验。
为了能让学生在课堂上清楚地观察到小孔成的像，我们可以用圆筒做成如图5所示的小孔成像装置，蜡烛放在小孔的左侧，人在最右侧观察半透明纸上烛焰的像，由于光在同一种均匀物质中是沿直线传播的，我们在半透明纸上看到的像相对于物体来说是上下、左右都颠倒的实像（如图6所示），观察时物体与像位于人眼的同一侧。
[TP5CW55。TIF，BP#]
（2）小孔成像的现象。
生活中最常遇到的小孔成像现象是树荫下形成的圆形光斑，当树叶间的空隙较小时，地面上就出现了太阳的像。按照小孔成像原理，成的也是倒立的实像，但是由于物体是圆形的，所以我们无法观察到像的颠倒情况。
（3）凸透镜成像的实验。
凸透镜成像的实验我们通常将蜡烛的火焰作为物体，光具座上从左向右依次是蜡烛、凸透镜、不透明的光屏。上课做演示实验时，为了让学生都能看到光屏上成的像，我将光具座竖放在讲台上（如图7所示），学生相当于在蜡烛的左端观察，看到了上下、左右都颠倒的实像。若光屏是半透明的，人在光屏的右侧看，也能看到上下、左右都颠倒的实像，观察时物体与像也都位于人眼的同一侧。
[TP5CW56。TIF，BP#]
（4）凸透镜成像的应用。
凸透镜成像应用中照相机和幻灯机成的倒立实像，拍照片时人相当于在光屏的右端观察（如图8），放幻灯片时人相当于在物体的左端观察（如图9），物体和像同样都在人眼的同侧，看到的是上下、左右都颠倒的实像。
[TP5CW57。TIF，BP#]
但是使用老式的投影仪时（如图10），人若在同一位置低头看投影片，抬头看天花板上成的像，看到了只有左右颠倒的实像。当遇到这类题目时，题目中一般不会规定如何观察物体和像，所以我们还按照凸透镜成像的规律，认为是上下、左右都颠倒的实像。例如，如图11中左边的实线框内是某一物体的形状，右边4个虚线框内是供选择的物体像的形状。以下填空时，只考虑像的形状，不考虑像的大小。把投影仪的反射平面镜卸[JP3]掉，让物体的像成在天花板上，这时看到该物体的像的形状为D。[JP]
[TP5CW58。TIF，BP#]
下面我们再来看一习题：
在“凸透镜成像规律”实验中，某同学进行了如下两个探究。
（1）为研究像距与焦距的关系，他选用焦距不同的三个凸
透镜进行实验，实验数据记录如表1所示。
表1
[BHDFG2，WK6，K6，K6，K6W]
物距u/cm[]实验序号[]焦距f/cm[]像距v/cm
[BHDG6，WK6，K18W]
10[][ZB（][BHDG2，WK6，K6，K6W]1[]2[]2。5[BH]2[]5[]10[BH]3[]8[]40[ZB）][BG）F]
分析表中数据可知，保持物距不变时，焦距越大，则所成实像的像距越[CD#3]。（选填：“大”或“小”）。
（2）该同学用若干个发光二极管组成形状如“E”的发光物体，如图13甲所示，将发光物体、凸透镜和光屏依次组装到光具座上并调整好，且物距调节为6 cm时，在光屏上成的像如图13乙所示，则他选用的是三个透镜中焦距为[CD#3]cm的凸
[TP5CW59。TIF，BP#][LL]
透镜；如果只将“E”，换成“R”，并在同一位置观察，光屏上成的像应是图13丙中的[CD#3]（填数字序号）。
本题中，第（2）小题的最后一空答案是②。题目中该同学用若干个发光二极管组成形状如“E”的发光物体，如图13所示，在光屏上成的像如图13所示时，就确定了人观察物体和像的位置，当光屏不透明时，人相当于在物体的左侧观察，当光屏是半透明时，在光屏的右侧观察所成的像，看到的像上下颠倒，左右也会颠倒。所以这道题目最后一空应该是（2）。
鉴于以上分析，笔者认为，确定人观察的位置很重要，改变观察的位置，观察的结果会有所不同。全日制义务教育物理课程标准（实验稿）要求学生能探究并知道凸透镜成像的规律，作为教师，在指导学生观察倒立的实像时，可以提醒学生在不同的位置观察，讨论观察到的倒立像相对于物体有何差别。随着实验教学仪器的不断更新，用发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色方格板上替代烛焰作为光源来做凸透镜成像实验的装置正逐渐进入初中物理实验室，用这套装置做实验，差别非常明显。如果仍采用如图4所示的装置，学生在物体和像的中间观察烛焰和烛焰的像，像只有上下发生了颠倒，千万不能一概而论，犯科学性错误。
在探究凸透镜成像规律时，小明用5个红色的发光二极管按“F”字样，镶嵌排列在白色方格板上，替代蜡烛作为光源，又用同样的白色方格板做成光屏。实验使用的凸透镜焦距为10 cm，实验装置如图1所示。
光源“F”放在15 cm处，其大小如图2所示，凸透镜固定在光具座零刻度线上。用遮光罩将凸透镜的上半部分罩住，则光屏上所成的像是图3中的
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听了学生的提问后，本人问了一些一线教师，大部分认为答案是C，也有一小部分教师对答案C有疑惑。但现在我认为在这道题目中光屏是不透明的，人眼只能在光屏的左侧观察像，看到光屏上所成的像应是图3中的D，因为对学生而言，光屏上所成的像，应该是学生在实验中眼睛看到的像。这个题目其实已经确定了观察物体和像的位置，在物体和光屏的中间看物体和像，眼睛看到的像只有上下发生了颠倒。学生做实验采用的装置如图4所示，光屏同样是不透明的，在物体和光屏的中间观察物体和像，看到的像相对于观察的物体只有上下颠倒了。
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在平时的教学中，我们都忽视了当观察位置不同时，观察的结果会存在差异。我想可能是因为在下面的几种情况中，倒立的像都是上下、左右均颠倒或无法观察到倒立的情况，我们[JP3]也就从来没思考过有没有特殊的情况。我们先来看看这几种情况：[JP]
（1）小孔成像的实验。
为了能让学生在课堂上清楚地观察到小孔成的像，我们可以用圆筒做成如图5所示的小孔成像装置，蜡烛放在小孔的左侧，人在最右侧观察半透明纸上烛焰的像，由于光在同一种均匀物质中是沿直线传播的，我们在半透明纸上看到的像相对于物体来说是上下、左右都颠倒的实像（如图6所示），观察时物体与像位于人眼的同一侧。
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（2）小孔成像的现象。
生活中最常遇到的小孔成像现象是树荫下形成的圆形光斑，当树叶间的空隙较小时，地面上就出现了太阳的像。按照小孔成像原理，成的也是倒立的实像，但是由于物体是圆形的，所以我们无法观察到像的颠倒情况。
（3）凸透镜成像的实验。
凸透镜成像的实验我们通常将蜡烛的火焰作为物体，光具座上从左向右依次是蜡烛、凸透镜、不透明的光屏。上课做演示实验时，为了让学生都能看到光屏上成的像，我将光具座竖放在讲台上（如图7所示），学生相当于在蜡烛的左端观察，看到了上下、左右都颠倒的实像。若光屏是半透明的，人在光屏的右侧看，也能看到上下、左右都颠倒的实像，观察时物体与像也都位于人眼的同一侧。
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（4）凸透镜成像的应用。
凸透镜成像应用中照相机和幻灯机成的倒立实像，拍照片时人相当于在光屏的右端观察（如图8），放幻灯片时人相当于在物体的左端观察（如图9），物体和像同样都在人眼的同侧，看到的是上下、左右都颠倒的实像。
[TP5CW57。TIF，BP#]
但是使用老式的投影仪时（如图10），人若在同一位置低头看投影片，抬头看天花板上成的像，看到了只有左右颠倒的实像。当遇到这类题目时，题目中一般不会规定如何观察物体和像，所以我们还按照凸透镜成像的规律，认为是上下、左右都颠倒的实像。例如，如图11中左边的实线框内是某一物体的形状，右边4个虚线框内是供选择的物体像的形状。以下填空时，只考虑像的形状，不考虑像的大小。把投影仪的反射平面镜卸[JP3]掉，让物体的像成在天花板上，这时看到该物体的像的形状为D。[JP]
[TP5CW58。TIF，BP#]
下面我们再来看一习题：
在“凸透镜成像规律”实验中，某同学进行了如下两个探究。
（1）为研究像距与焦距的关系，他选用焦距不同的三个凸
透镜进行实验，实验数据记录如表1所示。
表1
[BHDFG2，WK6，K6，K6，K6W]
物距u/cm[]实验序号[]焦距f/cm[]像距v/cm
[BHDG6，WK6，K18W]
10[][ZB（][BHDG2，WK6，K6，K6W]1[]2[]2。5[BH]2[]5[]10[BH]3[]8[]40[ZB）][BG）F]
分析表中数据可知，保持物距不变时，焦距越大，则所成实像的像距越[CD#3]。（选填：“大”或“小”）。
（2）该同学用若干个发光二极管组成形状如“E”的发光物体，如图13甲所示，将发光物体、凸透镜和光屏依次组装到光具座上并调整好，且物距调节为6 cm时，在光屏上成的像如图13乙所示，则他选用的是三个透镜中焦距为[CD#3]cm的凸
[TP5CW59。TIF，BP#][LL]
透镜；如果只将“E”，换成“R”，并在同一位置观察，光屏上成的像应是图13丙中的[CD#3]（填数字序号）。
本题中，第（2）小题的最后一空答案是②。题目中该同学用若干个发光二极管组成形状如“E”的发光物体，如图13所示，在光屏上成的像如图13所示时，就确定了人观察物体和像的位置，当光屏不透明时，人相当于在物体的左侧观察，当光屏是半透明时，在光屏的右侧观察所成的像，看到的像上下颠倒，左右也会颠倒。所以这道题目最后一空应该是（2）。
鉴于以上分析，笔者认为，确定人观察的位置很重要，改变观察的位置，观察的结果会有所不同。全日制义务教育物理课程标准（实验稿）要求学生能探究并知道凸透镜成像的规律，作为教师，在指导学生观察倒立的实像时，可以提醒学生在不同的位置观察，讨论观察到的倒立像相对于物体有何差别。随着实验教学仪器的不断更新，用发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色方格板上替代烛焰作为光源来做凸透镜成像实验的装置正逐渐进入初中物理实验室，用这套装置做实验，差别非常明显。如果仍采用如图4所示的装置，学生在物体和像的中间观察烛焰和烛焰的像，像只有上下发生了颠倒，千万不能一概而论，犯科学性错误。