傍晚沿河西区天塔湖走一圈，风把水面吹出细纹，天塔和岸边树影落在水里。常有人问：湖里的倒影为什么上下颠倒，左右却不颠倒？是否水面把光“折”了？

我是高中物理陈鹏麒老师，平时喜欢把课本里的物理放回生活里看。这个问题先别急着归到折射，平静水面更像一面水平放置的平面镜，关键在光的反射。

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物体上每一点都会向各个方向发出或反射光。树梢的一点把光射到水面，水面按反射定律把光反射进眼睛：入射光线、反射光线和法线在同一平面内，入射角等于反射角。眼睛不会沿着折线追光，而是习惯认为光沿直线来，于是逆着进入眼睛的反射光线看回去，就觉得光从水下某个对称点发出。这个点就是树梢的像。

平面镜成像有个简洁关系：像与物关于镜面对称，像到水面的距离等于物到水面的距离。水面是水平的，树梢离水面高，它的像就在水下同样深；树根离水面近，像也靠近水面。沿竖直方向一看，高处的像跑到低处，倒影便显得上下颠倒。左右方向并无被这个水平对称面交换，所以树梢在东，像也在东，不会左右翻。

那为什么水底看起来变浅？那是光从水进入空气时发生折射，和倒影非同一回事。倒影主要由水面反射形成；有风时波纹让反射光方向散乱，像就被拉长、打碎。

下次看湖面，先找反射面，再找对称关系，很多“奇怪”的光学现象会变得清楚。你在河西区还见过哪些水面光影？欢迎在评论区聊聊。