实像与虚像的区别

2025年3月17日 | 阅读 8 分钟

真实图像与虚拟图像的区别在于它们的形成方式。真实图像是由汇聚的光线形成的,而虚拟图像是由发散的光线形成的。让我们来探讨一下真实图像和虚拟图像之间的区别。

Difference Between Real and Virtual Image

什么是真实图像?

真实图像是在光线经过镜子或透镜折射或反射后,在某一点汇聚而形成的。定义表明,当光线被聚焦到一个特定位置时,就会形成真实图像。因此,为了形成真实图像,光源和屏幕必须在同一平面上。我们可以在屏幕上得到一个真实图像。我们可以使用会聚透镜或凹面镜来形成图像。真实图像在屏幕上看起来是倒立的,正如它们在现实生活中一样。

当多束光线照射到镜子上时,它们会再次反射,并遵循反射定律,在镜子前方的一个特定位置汇聚。当光线汇聚或聚焦在某个点时,就会形成物体的可见图像。重要的是要记住,光线会从它们的汇聚点发散。换句话说,它是一个位于特定物体发出的光线汇聚的平面上的图像。例如,我们眼睛视网膜上形成的图像以及相机后部传感器形成的图像(相机和眼睛通过内部的凸透镜聚焦光线)都是真实图像。

在光线图中,真实光线始终用实线表示,而虚线表示感知到的或推断的光线。在虚拟图像中,光线似乎发散,但在真实图像中它们是汇聚的。当物体穿过焦点时,图像会变成虚拟的、不倒立的,并且随着物体靠近焦点(正立图像),图像会趋于无穷远。物体与透镜之间的距离很大。当物体放置在比焦点更远的地方时,凹面镜和会聚透镜可以形成真实图像,这些图像会是倒立的。

Difference Between Real and Virtual Image

我们可以使用额外的透镜或透镜系统来观察真实图像。光学器件内的物镜收集来自物体的光线并形成真实图像。然后,第二个透镜或一组透镜(目镜)将第二个真实图像投射到眼睛的视网膜上。

什么是虚拟图像?

当光线经过发散的镜子或透镜折射或反射时,就会形成虚拟图像。虚拟图像只有在从镜子后面观察时才会形成。我们无法在屏幕上获得的图像就是虚拟图像。我们可以使用凸面镜或发散透镜来形成虚拟图像。当镜子接收到来自物体的光线时,光线会从镜子上反射,并似乎在镜子后面分开。由于镜子后面没有光线,观察者的感知会导致光线似乎在某个地方相遇。屏幕上不会显示任何虚拟图像。

另一个重要的点是,虚拟图像是真实的。由于虚拟图像具有特定的尺寸和形状,我们可以用眼睛或任何其他光学设备来感知它们。平面镜形成的图像就是虚拟图像。在光学中,图像是由从物体发出的光线的一系列焦点组成的。虚拟图像的焦点是由发散光线的延长线形成的,而真实图像的焦点是由汇聚光线形成的。换句话说,虚拟图像是由光学器件(如透镜、镜子或它们的组合)发出的实际光线回溯到它们看到或假定的起源点形成的。在光学系统图中,虚拟光线通常用虚线表示,而不是实际光线的实线。

由于光线从不汇聚,因此无法将虚拟图像投影到屏幕上。相比之下,我们可以将光线在真实点汇聚形成的真实图像投影到屏幕上。我们可以将真实图像投影到漫反射屏幕上,使其对公众可见(屏幕上的图像就像物体一样被人眼成像)。

平面镜在镜子后面形成一个虚拟图像。尽管它似乎来自镜子后面,但光源实际上只在镜子前面可见。在平面镜中,图像不会放大(即图像与物体大小相同),并且它看起来与物体到镜子的距离相等。

Difference Between Real and Virtual Image

虚拟图像是由凸面镜或发散透镜形成的,这种透镜边缘比中心厚。与原始物体相比,图像尺寸较小。如果物体位于焦距以内,则由比中心厚的会聚透镜或凹面镜可以形成虚拟图像,此时图像会放大。另一方面,当物体放置在会聚透镜或凹面镜前,距离大于焦点时,会形成真实图像。如果物体在焦点的两倍距离以内,图像会被放大;如果物体在焦点的两倍距离以外,图像会被缩小。它可以在屏幕上显示。

虚拟图像无法在屏幕(例如一张纸)上显示,而真实图像则将光线聚焦在图像的位置。相机镜头捕捉到的图像是真实图像的例子。

物体和图像到透镜的距离是分开的。类似于镜子的情况,正的图像距离表示真实图像。正如你可能还记得的那样,真实图像必须位于镜子前方或透镜后方,即光线所在的位置。相反,正的图像距离意味着图像位于不受透镜影响的物体那一侧。

发散透镜或将物体放置在会聚透镜的焦距内可以形成虚拟图像。对于虚拟图像的情况,会重复光线追踪操作。

在这种情况下,虚拟图像是直立且缩小的。只有在这种情况下,焦距和图像距离的解会很小。当物体放置在焦距以内时,会聚透镜也可以形成虚拟图像。由于在这种情况下,图像会比物体离透镜更远,因此虚拟图像将是直立且放大的。

虚拟图像与真实图像的关键区别

在了解了真实图像和虚拟图像的区别后,充分理解这两种图像至关重要。虚拟图像是由光线的假想交点形成的,而真实图像是由光线的实际交点形成的。我们只能在镜子里看到虚拟图像,但我们可以在屏幕上形成真实图像。本文将探讨真实图像和虚拟图像之间的更多区别。

虚拟图像是通过将从光学器件发出的实际光线回溯到它们观察到的或假定的光束发散源形成的。真实图像可以用会聚透镜或凹面镜捕获。由于光线从不汇聚,因此无法将虚拟图像投影到屏幕上。真实图像相对于虚拟图像的优势在于前者可以在屏幕上获得,而后者则不能。

Difference Between Real and Virtual Image

形成的图像分为两类:真实图像和虚拟图像。你是否理解这些图像的重要性以及它们之间的区别?我们可以从这篇文章中了解不同类型的镜子成像及其区别。凹面镜和凸面镜展示了真实图像和虚拟图像的区别。现在让我们来探讨一下真实图像和虚拟图像的区别。

在光学中,图像是由物体发出的光线的焦点集合组成的。真实图像是由汇聚光线实际形成的焦点集合。真实图像表示物体在来自它的光线汇聚平面上的一个点。

当光线汇聚时会形成真实图像,而当光线似乎发散时会形成虚拟图像。使用凹面镜和会聚透镜,可以通过倒置真实图像并将物体放置在比焦点更远的地方来形成真实图像。当物体靠近焦点时,图像会趋向于无穷远,一旦穿过焦点,图像就会变成虚拟的、直立的。空间与物体和透镜之间的距离是不同的。

Difference Between Real and Virtual Image

当反射或折射后的光线在该点碰撞时,真实图像可以被投影到屏幕上。虚拟图像,它实际上并不存在,而是显示了折射或反射后的光线的反向延伸。当你将物体放置在焦距或接近焦距的距离时,凸透镜会产生真实图像。这与你在凹面镜中看到的类似,只不过如果你将物体放置在焦点或接近焦点的位置,你会看到物体的真实图像。

电影屏幕上的图像是一个真实图像的例子,而电影放映机放映的物体是真实图像最典型的例子。这复制了屏幕图像,人眼旨在查看它。眼球的视网膜或相机后部的传感器会形成图像(它们通过内部的凸透镜聚焦光线)。真实光线在下面的图表中用实线表示,而一般光线用虚线表示。

球形镜所形成的真实图像与虚拟图像的区别

真实图像可以在屏幕上投影或观察。当光线聚焦于特定点时,就会形成真实图像。电影屏幕上呈现的真实图像效果最好。

Difference Between Real and Virtual Image

由于虚拟图像与真实图像相反,因此我们称在屏幕上无法获得的图像为虚拟图像。由于构成虚拟图像的光线永远不会汇聚,因此我们永远无法将虚拟图像投影到屏幕上。虚拟图像的最佳例子是你在镜子里的倒影。发散光线形成虚拟图像,而汇聚光线形成真实图像。虚拟图像无法投影到屏幕上,只有真实图像可以。凹透镜和凸透镜的组合会形成真实图像。真实图像总是倒立的,而虚拟图像总是直立的。

常见问题

为什么我看不到计算机生成的图像?

答案是,为了形成图像,光线必须聚焦在屏幕上。在虚拟图像的位置,实际上没有真实的光线汇聚。那时,我们可以说它们无法在屏幕上成像。

电影放映机产生真实图像。为什么它不是颠倒的?

电影放映机使用两个镜子。它们用第一个镜子聚焦光源,并用第二个镜子将图像聚焦到屏幕上。由于两次反转,最终图像是直立的。


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