镜花水月——平面镜成像原理

语文课上，老师在为大家讲解成语时说：“他有许多美妙的设想，但都是镜花水月，根本无法实现。”

然后，老师问同学们：“请问大家知道‘镜花水月’是什么意思吗？”

同学们都摇摇头，老师就为大家解释这一成语的含义：“镜中花与水中月都是虚无缥缈的，所以这个成语也就意指那些虚幻的事物。”

随后一位同学举手站起来，问：“老师，为什么会有镜花水月这种现象呢？有什么科学依据没？”

语文老师继续说：“这是物理学上的知识，平面镜成像，不知道你们听过没……”

镜花水月，镜中花与水中月，指意境不可以形迹求。比喻空幻飘渺。唐·裴休《唐故左街僧录内供奉三教谈论引驾大德安国寺上座赐紫方袍大达法师元秘塔碑铭》：“峥嵘栋梁，一旦而摧。水月镜像，无心去来。”《说岳全传》第六十一回：“阿弥陀佛，为人在世，原是镜花水月。”《白雪遗音·玉蜻蜓·游庵》：“我和你镜花水月闲消遣，何必名贤胜地逢。”

当你照镜子时可以在镜子里看到另外一个“你”，镜子里的“人”就是你的“像”。这是一种物理现象：太阳或者灯的光照射到人的身上，被反射到镜面上，平面镜又将光反射到人的眼睛里，因此我们看到了自己在平面镜中的虚像。

那么，什么是平面镜呢？反射面是光滑平面的镜子叫平面镜。

镜子中的另一个影像叫镜像（虚像），但在实验中，我们常用玻璃板来代替平面镜。因为采用玻璃板代替平面镜，虽然成像不如平面镜清晰，但却能在观察到A蜡烛的像的同时，也能观察到B蜡烛，巧妙地解决了确定像的位置和大小的问题。

为了更清晰地看到“镜”中的像，我们要求玻璃前的物体要尽可能的亮，而环境要尽可能的暗。而玻璃后的物体也要尽可能的亮，环境要尽可能的暗。所以平面镜成像实验适合在较暗的环境下进行。

平面镜能改变光的传播路线，但不能改变光束性质，即入射光分别是平行光束、发散光束等光束时，反射后仍分别是平行光束、发散光束。

由物体任意发射的两条光线，由平面镜反射，射入眼睛。人眼则顺着这两条光线的反向延长线看到了两条线的交点，即我们在平面镜中看到的像，但是平面镜后面是没有物体的，所以物体在平面镜里成的是虚像（平面镜所成的像没有实际光线通过像点，因此称作虚像）；像距与物距大小相等，它们的连线跟镜面垂直，它们到镜面的距离相等，上下相同，左右相反，成的是正立等大的虚像。

太阳或者灯的光照射到人的身上，被反射到镜面上（这里是漫反射，不属于平面镜成像）。平面镜又将光反射到人的眼睛里，因此我们看到了自己在平面镜中的虚像。（这是平面镜对光的反射，是镜面反射）。

由于平面镜后并不存在光源（S）的像（S′），进入眼中的光并非来自像（S′），所以把（S′）称为虚像。

根据平面镜成像的特点，像和物的大小，总是相等的。无论物体与平面镜的距离如何变化，它在平面镜中所成的像的大小始终不变，与物体的大小总一样。但由于人在观察物体时都有“近大远小”的感觉，当人走向平面镜时，视觉上确实觉得像在“变大”，这是由于人眼观察到的物体的大小，不仅仅与物体的真实大小有关，而且还与“视角”密切相关。从人眼向被观察物体的两端各引一条直线，这两条直线的夹角即为“视角”，如果视角大，人就会认为物体大，视角小，人就会认为物体小。当人向平面镜走近时，像与人的距离小了，人观察物体的视角也就增大了，因此所看到的像也就感觉变大了，但实际上像与人的大小始终是相等的，这就是人眼看物体“近大远小”的原因。这正如您看到前方远处向您走来一个人一样，一开始看到是一个小黑影，慢慢变得越来越大，走到您面前时更大，其实那一个小黑影和走到您面前的人是一样大的，只是因为视觉的关系，平面镜成像的像和物关于镜面对称，因此人逐渐靠近镜面，像也一定逐渐靠近镜面，给人以“近大远小”的感觉。

物理知识小链接

平面镜所成像的大小，与物体的大小相等，像和物体到平面镜的距离相等，像和物体的连线与镜面垂直。平面镜成像的规律也可以表述为：平面镜所成的像与物体关于镜面对称。