為什麼鏡子能照出人影?要從「光反射」開始說……

鏡子能照出人影,是因為它能把照到表面的光,按照很整齊的方向反射回來。人之所以看得見東西,本來就不是因為眼睛發出光,而是因為光照到物體後,再進入我們的眼睛。當你站在鏡子前,房間裡的燈光或陽光照到你的臉、衣服和身體,這些光再從你身上反射出去,其中一部分射到鏡面,接著又被鏡子反射進你的眼睛。於是你的大腦就把這些光整理成影像,你就看見「鏡中的自己」。

鏡子特別厲害的地方,在於它的表面非常平滑。一般牆壁、紙張或木頭看起來不會映出清楚人影,是因為它們表面其實有很多細小凹凸。光碰到這些表面後,會往各種方向亂散開,影像就被打散了。鏡面則像一片非常平整的溜冰場,光打上去後會很有規則地彈回來。科學上常用一句話描述:光射到鏡面的角度,會等於它反射出去的角度。就像你把球斜斜丟向平滑的牆,它也會用相似的角度彈開。

平常的鏡子通常不是只有一片玻璃。玻璃本身透明,真正讓它像鏡子的,是玻璃背後那層很薄的金屬鍍膜,常見材料像鋁或銀。金屬裡的電子很容易受到光的影響,能把大部分可見光反射回來。前面的玻璃則負責保護這層金屬,避免它被刮傷或氧化。所以我們看到的清楚人影,其實是光、平滑表面和金屬反射共同合作的結果。

你可以做個簡單觀察:拿一張白紙、一片鋁箔紙和一面鏡子放在同樣的燈光下。白紙很亮,但看不見你的臉,因為它把光散射到四面八方。皺皺的鋁箔紙可能會閃閃發亮,卻只能看到破碎的影子,因為表面不夠平。鏡子最平整,所以能把光的排列保存得比較完整,影像也就清楚。

鏡中的人影看起來好像在鏡子後面,這是大腦的判斷方式造成的。眼睛接收到反射光後,大腦通常會假設光是沿直線來的,於是把光線「往回延伸」,就覺得影像出現在鏡子裡面。其實那裡沒有另一個你,只是光線讓大腦產生了位置感。

下次照鏡子時,可以試著左右移動,看看鏡中的你怎麼跟著動;也可以用手電筒斜照鏡子,觀察光點會往哪裡跑。你會發現,鏡子不是把人「複製」進去,而是忠實地把光反射回來,讓眼睛和大腦一起完成了這個熟悉又奇妙的影像。

(完)


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範例問題:

  1. 為什麼白牆很亮,卻不能像鏡子一樣照出人影?
  2. 如果鏡面變得粗糙或髒污,影像會發生什麼變化?
  3. 鏡中的人影為什麼看起來像在鏡子後面?

…

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