有一种光学元件，最精密的光学仪器中有它的身影，而我们清晨起来刷牙的时辰，时时也会一眼看到，它等于镜子。镜子的责任旨趣基于光的反射定律。当后光从一个介质射向另一个介质名义时，淌若名义弥散平滑，后光就会以磋商的角度反射出去，造成所谓的“镜面反射”。我们早齐习气了镜中的我方，也被一个问题困扰，那等于为什么镜子能倒置傍边，却弗成倒置高下？

在网罗上，这个话题引起了 200 多万的和顺。

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为什么镜子里的你傍边反，高下不反？

对于镜子，这个问题既意旨又常见，那等于“为什么镜子里的你傍边是相悖的，高下却不是相悖的？”。

图 2：平面反射镜的成像式样[2]

其实，镜子成像既不是傍边对称也不是高下对称。

出现这种问题的原因是东谈主时时以我方为参照物，而漠视了镜子。准确地说镜子通过平面反射后光，使得物体的像在镜面后方对称出现。这种对称是沿着镜面的垂直轴（即前后地点）进行的，因此物体的前后位置被回转，而傍边和高下位置相对于镜面保执不变。

图 3：镜濒临称坐标参考[3]

这样说可能还不够明晰，淌若照镜子的时辰换个指令地点的式样，就一目了然了。假定我们站住不动，濒临镜子的时辰面朝北，镜面朝南，那么当我们动一动东边那只手，镜中东谈主动的一定亦然东边那只手，反之亦然。但当我们伸动手指指向北面（也等于我们咫尺镜子的地点），镜中的你则一定会指向南，是以说，照镜子时其实是“里外反”。

换句话说等于镜子回转的是物体相对于镜面的前后地点，而非傍边或高下。由于东谈主类身体的傍边对称性和不雅察视角的影响，我们感知为傍边回转，而高下地点因与镜面垂直，未发生回转。

多来几块镜子不错干什么？

我们知谈光的反射定律，那么我们就不错用多块镜子，通过革新入射光（即光源）和镜子之间的位置联系，从而精准地指示后光到达所需的位置。

当先等于小学科学课上齐会制作的潜望镜，独一用两块彼此平行的镜子，就能进步墙头不雅察对面情况了。

而淌若我们把用两块平面镜垂直粘合固定，构成的镜子就叫偶镜。偶镜有一个意旨的满足，淌若你去照偶镜，革新我方的位置，让镜子的接缝处正好位于镜中你面部的中线，你就会发现这时照镜子的体验大不磋商，当你举起右手，镜中东谈主也会举起右手，当你闭上左眼，镜中东谈主也会闭上左眼。

此外，淌若你用手电筒紧贴脸颊将光射向 90° 偶镜，会出现眩目反光。这是因为偶镜经两次反射的光与入射光平行，反射光直射入眼所致。

图 4：偶镜旨趣丨图源：作家绘图

若在偶镜上再加一面镜子使三面镜垂直，就成为一个角反射器，它由三对偶镜构成，无论从何角度投射后光，经二、三次反射的光齐与入射光平行。角反射工具途芜俚，像自行车尾灯就由稠密角反射器构成，不外本色尾灯角镜之间并非严格垂直，这样能有部分反射光散开，便于司机看见。

图 5：自行车上的反射器丨责编拍摄制图

更神奇的是，月球上也有东谈主造角反射器。1969 年 7 月 21 日，好意思国阿波罗 11 号登月胜利，东谈主类第一次踏上了月球的名义，登月宇航员带了一个激光后向反射器阵列，并将其遗弃在月面预定位置上，胜利测适其时地球与月球的距离为 383911.218 公里，角反射器不愧是测距的理思“镜子”！

图 6：Apollo11 反射器阵列丨图源：wiki

在影相界限中还有就一个高明欺诈反射镜的影相设置——单反相机（单镜头反光相机)。其私有之处在于其取景器的野心。其镜头兼作取景物镜，在影相镜头与数码相机的感光元件之间，有一反光镜与光学主轴成 45° 角。影像通过反光镜，从而深入在机身上方的调焦屏上，通过取景目镜和五棱镜，拍摄者不错不雅察取景对象，因而取景无视差，且较亮堂。拍摄时，反光镜抬起（下图中的②），后光才智到达感光元件。

图 7：反射镜在单反相机中的应用丨图源：wiki

高等的镜子是啥样？

我们日常家用的镜子，其镀膜层是位于镜子后方的。当你凑近仔细不雅察，会发现镜中影像存在微弱重影，这是平日家用镜子镀膜及反射特点所导致的一种满足。镜子的反光效劳好不好，取决于入射光（即光源）的波长和镀层的名义光洁度。

在特定场景下，比如激光应用中，使用高反射率反射器可使激光输出功率成倍加多，第一反光板反射图像不失真、无双影，能规复物体本貌。而平日镜子反射率低、无波长选拔性，还会产生双重暗影，使图像质地变差。

在精密设置界限，这种双重暗影和低反射率是实足不被允许的，因为哪怕极其渺小的图像偏差齐可能导致设置起先特殊，以致激勉严重后果。在光学系统中常使用通过突出镀膜工艺的镀膜镜，或者灵验普及对特定波长光的反射率，取得的图像不仅亮度高，并且精准准确，画质更清亮，色调更传神。

镜子，这个看似苟简的光学元件，实则蕴含着丰富的光学旨趣和制作工艺。从日常生涯中的整理仪表到高端光学系统中的精密应用，镜子齐推崇着不可替代的作用。

参考文件

[1]Kokichi Sugihara's English Homepage[EB/OL]. http://www.isc.meiji.ac.jp/~kokichis/Welcomee.html.

[2]光学“魔术”：镜子与磨灭术！[EB/OL]. Light科普坊, (2023-09-17). https://mp.weixin.qq.com/s/aBPZgJiGtEqrNcRU3fxiaw.

[3]Why Do Mirrors Flip Left & Right (but not up & down)?

https://www.youtube.com/watch?v=1t4dOPxKgrY

[4]中国科学院西安光学精密机械盘问所-光学科普园地[EB/OL]. 中国科学院西安光学精密机械盘问所, (2018-12-18).

https://opt.cas.cn/kpyd/kpwz/201812/t20181218_5217790.html

[5]Makoto Otsubo, “Aerial imaging principle and its commercialization and future developments,” Proceedings of the International Display Workshops, Vol. 28: 227-230, 2021

[6]焦述铭. 角反射器：让后光“掉头”[EB/OL]. 网易号, (2024-06-30).

https://www.163.com/dy/article/J5U94HLO0511C4OP.html

[7]月亮距离我们有多远？科学家告诉你到月球要几步[EB/OL]. 新

浪科技, (2018-02-02).

https://tech.sina.com.cn/d/s/2018-02-02/doc-ifyrcsrw7752744.shtml.

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作家丨林昊 中国科学院长春光学精密机械与物理盘问所 盘问生

审核丨张译心 中国科学院长春光学精密机械与物理盘问所 科普业务掌握

筹谋丨丁崝

责编丨丁崝

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