为什么凸透镜成像只是上下颠倒，而平面镜成像只是左右颠倒？

答：

首先要纠正问题中对凸透镜和平面镜成像的描述。凸透镜成像，上下和左右都颠倒；平面镜成像，上下和左右都不颠倒。

人教版物理教材八年级上册中，对平面镜成像的描述是“平面镜所成的像与物体关于镜面对称”。如下图，左面是物体正方形ABCD，中间是平面镜，右面是通过平面镜成的像A’B’C’D’（虚线轮廓表示虚像）。

用灰色箭头标示出物这边的左。以物的左为标准，物的A在B左边，像的A’也在B’左边，并没有左右颠倒。这里实际上是“前后”发生了变化。以A相对于D的方向为前，在物的一侧和像的一侧，“前”的方向是相反的。因此平面镜成像的特点可以描述为“前后颠倒”。如果我们分析像时以像的前为标准，A’就到了B’右边。这就是我们日常说的“左右颠倒”。前后颠倒不影响上下，所以上下不颠倒就不难理解。教材中没有使用“左右颠倒”这样的表述，是十分严谨的。我们对比凸透镜的成像就会明白。

凸透镜成像，经常画这样的光路图（这里只分析成倒立实像的情况，成正立虚像时不存在上下左右颠倒）。

图中的两个物都在凸透镜的一倍和二倍焦距之间，像都在二倍焦距之外，是倒立、放大的实像。用灰色箭头标示出物这边的上。以物的上为标准，物的A在D上边，像的A’在D’下边，这就是“上下颠倒”。以红箭头相对于黄箭头的位置为前，在物的一侧和像的一侧，“前”的方向是相同的。凸透镜成像中不存在平面镜那样的“前后颠倒”。

由于通常都是画这种平面图，左右的情况被忽略了。其实，凸透镜是球面镜，上下和左右是等价的。我们只要把整个光路以光轴为轴，旋转90度，光路图显示的就是左右的情况。

用灰色箭头标示出物这边的左。以物的左为标准，物的B在C左侧，而像的B’在C’的右侧，这就是“左右颠倒”。这种左右变化和平面镜的情况是相反的。如果把凸透镜说成是“左右颠倒”，那么平面镜就不能说“左右颠倒”，否则会引起混淆。这也是我认为教材中没有采用这种表述的原因。（当然，如果有的版本教材使用了这样的表述，也请以教材为准。从上述分析也能看出，这只是分析问题的角度不同）

对于光学成像，关键是理解成像原理，会画光路图。掌握这些后，上述问题都可以迎刃而解，不需要特别记忆结论。

参考资料：人教版物理教材八年级上册P78

by 老张

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