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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