鏡花水月——平面鏡成像原理

語文課上，老師在為大家講解成語時說：“他有許多美妙的設(shè)想，但都是鏡花水月，根本無法實現(xiàn)。”

然后，老師問同學(xué)們：“請問大家知道‘鏡花水月’是什么意思嗎？”

同學(xué)們都搖搖頭，老師就為大家解釋這一成語的含義：“鏡中花與水中月都是虛無縹緲的，所以這個成語也就意指那些虛幻的事物。”

隨后一位同學(xué)舉手站起來，問：“老師，為什么會有鏡花水月這種現(xiàn)象呢？有什么科學(xué)依據(jù)沒？”

語文老師繼續(xù)說：“這是物理學(xué)上的知識，平面鏡成像，不知道你們聽過沒……”

鏡花水月，鏡中花與水中月，指意境不可以形跡求。比喻空幻飄渺。唐·裴休《唐故左街僧錄內(nèi)供奉三教談?wù)撘{大德安國寺上座賜紫方袍大達法師元秘塔碑銘》：“崢嶸棟梁，一旦而摧。水月鏡像，無心去來。”《說岳全傳》第六十一回：“阿彌陀佛，為人在世，原是鏡花水月。”《白雪遺音·玉蜻蜓·游庵》：“我和你鏡花水月閑消遣，何必名賢勝地逢。”

當你照鏡子時可以在鏡子里看到另外一個“你”，鏡子里的“人”就是你的“像”。這是一種物理現(xiàn)象：太陽或者燈的光照射到人的身上，被反射到鏡面上，平面鏡又將光反射到人的眼睛里，因此我們看到了自己在平面鏡中的虛像。

那么，什么是平面鏡呢？反射面是光滑平面的鏡子叫平面鏡。

鏡子中的另一個影像叫鏡像（虛像），但在實驗中，我們常用玻璃板來代替平面鏡。因為采用玻璃板代替平面鏡，雖然成像不如平面鏡清晰，但卻能在觀察到A蠟燭的像的同時，也能觀察到B蠟燭，巧妙地解決了確定像的位置和大小的問題。

為了更清晰地看到“鏡”中的像，我們要求玻璃前的物體要盡可能的亮，而環(huán)境要盡可能的暗。而玻璃后的物體也要盡可能的亮，環(huán)境要盡可能的暗。所以平面鏡成像實驗適合在較暗的環(huán)境下進行。

平面鏡能改變光的傳播路線，但不能改變光束性質(zhì)，即入射光分別是平行光束、發(fā)散光束等光束時，反射后仍分別是平行光束、發(fā)散光束。

由物體任意發(fā)射的兩條光線，由平面鏡反射，射入眼睛。人眼則順著這兩條光線的反向延長線看到了兩條線的交點，即我們在平面鏡中看到的像，但是平面鏡后面是沒有物體的，所以物體在平面鏡里成的是虛像（平面鏡所成的像沒有實際光線通過像點，因此稱作虛像）；像距與物距大小相等，它們的連線跟鏡面垂直，它們到鏡面的距離相等，上下相同，左右相反，成的是正立等大的虛像。

太陽或者燈的光照射到人的身上，被反射到鏡面上（這里是漫反射，不屬于平面鏡成像）。平面鏡又將光反射到人的眼睛里，因此我們看到了自己在平面鏡中的虛像。（這是平面鏡對光的反射，是鏡面反射）。

由于平面鏡后并不存在光源（S）的像（S′），進入眼中的光并非來自像（S′），所以把（S′）稱為虛像。

根據(jù)平面鏡成像的特點，像和物的大小，總是相等的。無論物體與平面鏡的距離如何變化，它在平面鏡中所成的像的大小始終不變，與物體的大小總一樣。但由于人在觀察物體時都有“近大遠小”的感覺，當人走向平面鏡時，視覺上確實覺得像在“變大”，這是由于人眼觀察到的物體的大小，不僅僅與物體的真實大小有關(guān)，而且還與“視角”密切相關(guān)。從人眼向被觀察物體的兩端各引一條直線，這兩條直線的夾角即為“視角”，如果視角大，人就會認為物體大，視角小，人就會認為物體小。當人向平面鏡走近時，像與人的距離小了，人觀察物體的視角也就增大了，因此所看到的像也就感覺變大了，但實際上像與人的大小始終是相等的，這就是人眼看物體“近大遠小”的原因。這正如您看到前方遠處向您走來一個人一樣，一開始看到是一個小黑影，慢慢變得越來越大，走到您面前時更大，其實那一個小黑影和走到您面前的人是一樣大的，只是因為視覺的關(guān)系，平面鏡成像的像和物關(guān)于鏡面對稱，因此人逐漸靠近鏡面，像也一定逐漸靠近鏡面，給人以“近大遠小”的感覺。

物理知識小鏈接

平面鏡所成像的大小，與物體的大小相等，像和物體到平面鏡的距離相等，像和物體的連線與鏡面垂直。平面鏡成像的規(guī)律也可以表述為：平面鏡所成的像與物體關(guān)于鏡面對稱。