科学家们发明了偶镜从偶镜中看到的像不是相反的

奇妙的镜子

光是沿着直线传播的。但是，当它遇到一个光滑的物体的时候，就会被反射回来，这种现象叫光的反射。

在一间黑屋子里，用手电筒照射一面镜子和一张白纸。你会惊奇地发现，镜子看起来是黑的，白纸反而比镜子亮。

原来，光滑的镜面反射光是有规则的，一束光线遇到镜面以后，虽然改变了前进的方向，但是它仍在新的运动方向上整齐前进。如果你的眼睛不在这个方向上，镜子的反射光就一点也不会进入你的眼里，所以镜面看上去是黑的。只有把镜面转到某一个角度，使它反射的光正好进入你的眼睛的时候，你才能看到耀眼的光芒。

一束光线照在白纸上，虽然对于每一条光线来说，光的反射定律都是适用的，但是由于纸的表面凹凸不平，光不就被反射到许多不同的方向去，这叫漫反射。正是借助漫反射光线，我们才能在任何方向上看见被照亮的物体，观察到它们的颜色和细节，并且把纸和周围的物体区别开来。

我们可以根据镜子做许多奇妙的实验，来帮我们理解光的反射原理。

在桌上固定放一块直立的玻璃，在玻璃的前方放一支蜡烛，在玻璃的后面放一只盛水的大玻璃杯。玻璃杯和玻璃之间的距离，要和蜡烛到玻璃之间的距离完全相同。拉上窗帘，使屋子变暗。从蜡烛这边向玻璃看去，就会看到蜡烛正在水中燃烧。

这时玻璃把蜡烛发出的一部分光，从它的表面反射到你的眼里。但是人眼有一种习惯，总是沿着直线去搜索那个发光的物体。所以，我们感到蜡烛的光是从玻璃的背后发出来的，好像在那儿也有一支蜡烛，我们把它叫做蜡烛的虚像。蜡烛的虚像与玻璃背后的水杯正好重叠在一起，所以看起来就好像蜡烛在水中燃烧。

这个实验证明，镜子前面的物体，能在镜子里形成一个虚像;物体和镜子的距离，跟虚像和镜子的距离相等;镜子中的虚像和实物的大小也相等。摄影师利用这种方法，可以拍出许多神奇的镜头。

从“蜡烛在水中燃烧”的实验中，我们知道虚像和实物的大小相等，是不是两者一模一样呢?注意观察你就会发现，镜中的人左右手颠倒了。原来一切是相反的。有的时候，这会给人们带来许多不便，有没有什么办法来改变这种情况呢?就此，科学家们发明了偶镜。

从偶镜中看到的像不是相反的，而是和实物一模一样。偶镜用两面镜子，每面镜子都把像颠倒一次，经过两次反射，像也就颠倒两次，变得和原来一样了。

科学研究要求精确地测量人造卫星、月亮和地球之间的距离，偶镜帮了大忙。

1962年，美国马萨诸塞工学院的一个研究组，首次用激光测量了月地之间的距离。他们测出了激光在月地之间一个往返的时间是2.6秒，根据光的传播速度，就算出了月地之间的距离。

激光器发出的激光亮度很高，光束也非常平行，但传播的距离远了，就会散开一些。所以，从地面发射到月球表面的激光，已经散落在一个直径为几公里的范围内。光线由于发散而变得微弱，再加上月球表面凹凸不平对光线产生漫反射，因此，返回到地面接收器的光线就非常微弱了。

科学家们利用交角为90°的偶镜，很容易使光沿原路返回。这种由3面相互垂直的镜子装在一起的装置，我们称之为“角反射器”。

现在，在月球上和许多人造卫星上都装有角反射器。角反射器和激光配合起来，就可以精确地测量它们和地球之间的距离，误差很小。

自行车尾部一般都有一个红色塑料反光镜。它的作用是:当汽车的灯光照在它上面的时候，就能把光按原来方向反射回去，以便引起司机的注意。它的原理和角反射器一样。

利用光在两面镜子之间多次反射的原理，可以制成万花筒。

用3条玻璃片或平面镜片，围成一个三棱柱体，里面放一些彩色玻璃碎块或碎纸片。转动万花筒，从一端向里看去，可以看到不断变化的美丽图案。因此，孩子们非常喜欢它。这些图案是彩色碎块在玻璃片(平面镜)中多次成像形成的。

对于光的多次反射，有时需要利用，有时则需要避免。在天文望远镜或其他光学仪器中，为了避免镜子的多次反射，常常把银或铝镀在玻璃的表面。但是这样又会出现新的缺点，暴露在外面的反射面很容易损坏。因此，在光学仪器中，人们常用全反射棱镜来代替玻璃镜。

有些镜子的表面不是平的，而是球面的一部分。例如，耳鼻喉科大夫用的反光镜和汽车、摩托车上用的观后镜，都不是平面镜。这种镜子的表面是球面的一部分，叫做球面镜。其中，反射面呈凹形的，叫做凹面镜;反射面呈凸形的，叫做凸面镜。

让我们先看看凹面镜。

凹面镜的用途很广泛，它能把远处物体射来的光汇聚成一个明亮的像，投射在白纸或墙壁上。1668年，牛顿根据这个原理，制成了世界上第一台反射式天文望远镜。

现代大型的反射式天文望远镜，也是按照这个实验的原理制成的。它的凹面镜直径长达6米。巨大的反射面把遥远星体发来的微弱的光聚集起来，形成一个比较亮的像。把照相底板放在成像的位置上，就可以把那些暗淡的恒星的像照下来。人们利用这种天文望远镜已经看到距地球1亿光年远的恒星。

利用凹面镜还可以收集太阳光。由太阳射来的平行光，经过凹面镜反射后便聚集成一点。这一点叫凹面镜的焦点。把一片纸放在焦点上，纸一会儿就会燃烧起来。

有人做过实验，如果把1000面镜子的反射光集中在一起，温度就会升高2000℃。

现在，人们利用凹面镜制作出各种太阳灶、太阳能热水器等。法国人用9000块小反射镜，组成了一个很大的凹面镜，建造了一座太阳能高温炉。

从凸面镜看到的东西总是缩小的，变形的。为什么会是这种情况呢?

原来物体发出的光线在凸面镜上发生反射，反射光线发散开来，而它们的延长线在镜子的后面会聚成一个虚像。这个像比实物小，看上去好像是被压缩了一样。镜面弯曲越厉害，像就被压缩得越小。这样，从凸面镜中能观察的范围也就越大。所以，司机用的后视镜都是用凸面镜做成的。

显微镜就是利用凸面镜来洞察微观世界的。