光的平面镜成像规律

    光是可以反射的,要不然我们根本看不见任何东西,并且也分两种反射,一种是平面镜反射(已经探索过反射规律了)一种是散射,在平面镜反射这一科目上,延伸出了令人非常好奇,有趣,并且深奥的话题:平面镜成像,就是我们日常所说的镜子里演射出来的成像,一般只有镜子、水、玻璃、能够产生, 镜子里的东西看起来和现实中的一模一样,那么今天就让我们走进这奇妙的平面镜成像吧。



    首先,平面镜成像长什么样呢?怎么说呢,在它面前有什么东西它就长什么样,如你在一个镜子面前放上一个茶杯,你就在镜子里面看到了一个茶杯,放上一只小仓鼠,镜子里面也传出来了小仓鼠活蹦乱跳的图像,那是如此逼真,如此生动,以至于感觉像另一个世界,而这些反射源,是穿过这两个世界的门。记得小时候,好几次都想砸破玻璃去镜子的另一边看看。平面镜成像真的是另一个世界吗?很明显不是,不管成像是多么生动,鲜活,活生生,但是他们的动作总是和我们一致,并且长得和原物体一模一样,顶多算是反射率极高的平面反射。

    不过终究这还是很稀奇的一种反射吧,有必要单独研究一下它的规律:

    观察一面镜子,并且站在镜子面前移动,镜子里的你随着你一起移动,这不是一个规律吗?所有平面镜成像的动作和原物体的动作一致,并且平面镜成像的动作,随着现实中物体的动作改变,可以利用目测发现,你照镜子,不可能自己不动,镜像开始自己在那动在那转悠。可以用光的反射来解释,反射光是直线运动的,不会产生动荡的光波。

    在这一面镜子里显示的是你吗?是啊,所有细节都一模一样,即长宽高形状一模一样?照镜子发现镜子里面是另一个东西,除了奇幻小说以外,我还没在别的地方看到过。因此可以得出第二个规律,镜子里显示的图像一定是镜子前面的物体,如果前面是一只猫镜子里就不会出现一只老虎,而还是一只猫。当然,不是所有的镜面,都符合这个规律平面镜有这个规律,球面镜可就没有了,他们有一定的弧度,光聚焦在球面镜上会发生一定的扭曲,导致成像变化。

      那么镜子里的东西和现实中的长宽一样吗?如果站在镜子前面镜子里的我还是和现在的我身体高度一样吗?

    猜想:根据目测,平面镜中的物体和现实中的物体大小极有可能一样:

    材料:准备一面镜子,一把大尺子,以及一块四方体,准备好以后开始

  实验:先把四方体贴紧镜子,并且量出它的长和宽,这时候反射出来的镜像里的四方体,同时也会离镜面最近紧紧贴住现实中的四方体,这时几乎可以排除镜面的误差(当然这是幻觉,其实都是一张平面)然后用尺子测量离镜面非常近的镜面四方体,观察测量结果,并和之前量出来的结果对比。同时,看看现实中的四方体和镜面中的四方体在贴得最近的时候是否吻合。



      结论:如图所示,两个四方体贴合在一起时能完全重合,并且长宽高也完全相同,这个实验证明了我的猜想,镜面中的物体和现实中的物体的大小相同。不过球面镜也同样不适用此条规律,知道嘻哈镜吗?那些镜面通过弧度扭曲镜像中的图片,导致人和物体要么变长,要么变矮,要么变胖,要么变瘦,和现实中的人物大不相同,当然现在讨论的是平面镜规律,结论没有问题…

    吗?不,问题大着呢,这个实验虽说比较精确,但因为和玻璃那头的镜像显示有一点距离,谁知道会不会存在误差呢?就算有一点误差,结论也是错的。这就需要另一套实验器材了,玻璃,在玻璃面前放一种物体,玻璃也照样会反射出另一物体,这时候可以根据镜像中的虚拟位置,找到现实中对应的位置,而且将另一块一模一样的物体放在那(必须完全吻合镜像)只需测量玻璃两边的物体的高度就可以了。

    实验结果:利用第一个实验得出的结论,其实是正确的,镜像中的物体和现实中的物体大小相同。

    镜像中的物体也和镜像有一段距离,那段距离和现实中物体和镜像的距离是一样的吗?

    猜想:镜像和现实中的物体大小一样,离镜面的长度长度也是一样的。

    材料:要就这个话题做实验。镜子当然得排除在外,因为镜子是不透明的,做不了实验(这个实验和上面的实验差不多)所以得采用另一种透明的反射物体,玻璃,首先准备玻璃,尺子,还有几个小物品

      实验:放一个小物品在玻璃面前,将玻璃抬高插入尺子, 然后在玻璃面前放上小物体,这时候玻璃会产生离玻璃有一段距离的镜像,因为它是透明的,所以便可以找另外一根蜡烛在镜像显示的那一边不断移动,直到完全吻合镜像,这时通过玻璃底下的尺子,就能测量出镜像和玻璃的远近关系,在和现实中的远近关系做对比,便可得出结论。

    结论:和猜想一样,现实中的物体到镜面中的距离,和平面镜中的物体到镜面中的距离相等,平面镜中物体和镜面的距离和现实中物体和镜面的距离完全一样。看来利用玻璃的特性的实验一石二鸟,既解决了物体大小相等的问题,也解决了距离相等的问题。

    这篇文章我们得出了四个规律,差不多探测清楚了这神祕莫测的平面镜,还有一条,平面镜中的亮度,肯定比现实中的要低,因为它是反射出来的,人类还做不到完全反射光的物质,有些光还是会留在平面镜中,不过这是猜测,肉眼不可能看出亮度区别,期待啥时候能用精密仪器试一试。

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