中國(guó)空間站的“天宮課堂”里，展示了一個(gè)里面有個(gè)大氣泡的水球，透過(guò)水球看去，會(huì)看到一正一反的兩個(gè)像，為什么會(huì)這樣呢？

我們來(lái)看看光線是如何被水球折射的，這里只考察過(guò)水球中心的豎直平面上的光線。

一個(gè)點(diǎn)光源發(fā)出的光，被一個(gè)里面沒(méi)有氣泡的水球折射后，并不能匯聚到一個(gè)點(diǎn)上，但可以匯聚于一個(gè)很小的區(qū)域里，然后再發(fā)散開(kāi)來(lái)。但在有些時(shí)候，作為一種近似，我們可以認(rèn)為光線匯聚于一個(gè)點(diǎn)，因而我們會(huì)看到倒立放大的像。

再來(lái)看有氣泡的水球里的情況。

有一部分光線在氣泡表面發(fā)生了全反射，反射光線我們就不畫(huà)出來(lái)了。

穿過(guò)氣泡的光線，最后會(huì)發(fā)散開(kāi)來(lái)。沒(méi)有穿過(guò)氣泡的光線，分別匯聚于兩個(gè)很小的區(qū)域，然后再發(fā)散。

我們準(zhǔn)備一個(gè)向上的箭頭，箭頭頂部放一個(gè)黃點(diǎn)，底部放一個(gè)藍(lán)點(diǎn)。

先來(lái)看頂部黃點(diǎn)的光線。

紅色光線穿過(guò)了中心的氣泡，藍(lán)色光線沒(méi)有穿過(guò)中心的氣泡。這兩部分光線經(jīng)過(guò)我們?nèi)搜壑芯铙w的折射后在視網(wǎng)膜上匯聚于兩個(gè)點(diǎn)，因此我們會(huì)看到兩個(gè)影像。

為了能夠看得清楚一點(diǎn)，我們把沒(méi)有射入眼球的光線去掉，如下圖。

再來(lái)看箭頭底部的藍(lán)點(diǎn)，穿過(guò)中心氣泡的光線用橙色表示，沒(méi)有穿過(guò)中心氣泡的光線用青色表示。它們?cè)谝暰W(wǎng)膜上也分別匯聚于兩個(gè)點(diǎn)，我們用一個(gè)橙色的點(diǎn)和一個(gè)青色的點(diǎn)來(lái)標(biāo)記它們。

紅色和橙色，是經(jīng)過(guò)氣泡的光線，我們把紅點(diǎn)和橙點(diǎn)連起來(lái)，就是我們看見(jiàn)氣泡里箭頭影像的大小。

藍(lán)色和青色，是沒(méi)有經(jīng)過(guò)氣泡的光線，我們把藍(lán)點(diǎn)和青色點(diǎn)連起來(lái)，就是箭頭在氣泡外的像的大小。

可以看出，氣泡里的影像小，而氣泡周圍的影像大。

這里氣泡里的影像是倒立的，而氣泡周圍的影像卻是正立的，但我們的大腦會(huì)把它們倒過(guò)來(lái)，

因此我們看見(jiàn)的影像就是氣泡里邊是正立的，而氣泡外面是倒立的。

如果不是水球，而且其他材質(zhì)的球，會(huì)怎么樣呢？我們來(lái)看一看。下圖是透過(guò)中間有氣泡的玻璃球看見(jiàn)的樣子。

下圖是透過(guò)中心有氣泡的水晶球看見(jiàn)的樣子。