你知道偶镜吗？

你知道偶镜吗？

方正三中 郑晓东

　　取两面长方形的小镜子，用胶布从镜子的背后把它们粘好，象一本书一样能自由的开合。粘的时候要注意，两面镜子中问留一点缝隙。这种镜子叫偶镜。

　　把两面镜子立在桌子上，让它们象两堵墙一样相互垂直(可以利用一本书来帮助你做到这一点。因为书角都是直角。把一本书的书角对准偶镜的连结处，让两面小镜子紧靠书边，再小心地把书拿开。这样两面镜子就互相垂直了)。

　　取一张报纸或一个闹钟放在偶镜前，观察镜中的字。你会发现，镜中的字变成正写的了。

　　现在，用偶镜来照一下你自己。你会看到，两面镜子各照出你半个面孔，偶镜的中线恰好在整个脸庞的中间，再用右手摸一下右耳。啊!真奇怪，在镜子里你竟看到自己正在摸左耳呢!

　　为什么从偶镜中看到的像不是相反的，而是和实物一样的呢?原来你从偶镜中看到的像是经过两面镜子先后反射所形成的。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。

　　在用偶镜照自己的时候，你可能感到不顺眼。其实你过去使用一面镜子的时候，在镜中看到的并不是自己的真正模样，而是一个和自己左右相反的人。你不妨想象一下，你自己站在镜子中像的位置上，转过脸来看自己的情况，不正和你在偶镜中看到的一样吗!

　　利用偶镜还可以再做一个小实验。把一个玩具小人放在两面镜子的中间。然后朝镜子里望去，你准保可以看到很多小人围成一圈站着，就象图中画的一样。改交镜子间的夹角，镜子中的人数也随着变化。

　　这是由于从玩具射出的光线在两面镜子中间发生多次反射，每反射一次就会使你看到一个虚像。镜子之间的夹角越小，光在镜子之间的反射次数就越多，形成的虚象也就越多。玩具万花筒就是根据这个原理制成的。

　　在服装店的试衣室中，镜子往往摆成象上图的情况。这样可以让顾客从各种角度看清衣服的式样。

　　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，偶镜可以帮助我们做到这一点。

　　月亮距离我们有多远呢?历史上较早测定月地距离的工作是在一七五二年完成的。十九岁的拉朗德和他的老师，一个在欧洲的柏林，一个在非洲的好望角，利用三角学的方法首次测量了月地之间的距离。他们测出月亮和地球之间的距离相当于六十个地球半径。这种方法又麻烦又不准确。

　　一九六二年，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走一个来回的时间是2.6秒，根据光的传播速度就算出了月地间的距离。这多简单啊!可是也有困难。

　　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，就要散开一些。由于月亮距离我们很远，激光到达月球表面的时候，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发生漫反射，因此返回到地面接收器的光线就非常微弱了。

　　能不能在月球上放一面镜子来增加光的反射呢?从反射定律知道，只有当光线的入射方向垂直于镜面的时候，光线才能沿原路返回。稍有偏差，光线就会反射到另一个方向上去，使得接收器再也收不到返回的光线。因此在月球上放一面单独的镜子是不行的。

　　如果能做这样一种反射器，不管反射器的位置如何，无论光线从什么角度入射，反射光都能沿原路返回，那就好啦!利用交角为90°的偶镜可以达到这个要求。下面，我们通过实验来观察一下。

　　把一个夹角为90°的偶镜直立在柜子上，让镜子的中间部分距地面的高度和你的眼睛距地面的高度相同。取一个手电筒，把它靠在你头部的一侧，让它和眼睛在同一水平线上。打开手电筒，让光线水平地入射到偶镜中，你会从偶镜中看到炫目的反射光线。不管你站在什么方向，只要保证光线沿水平入射，那么反射光线总是沿着原来的方向返回。

　　你也许发现，如果光线不沿水平入射，反射光也就不沿原路返回，而射向另外一个方向，这种情况怎么办呢?这并不难办，只要把三面相互垂直的镜面装在一起，就象一个箱子的一角一样，问题就解决了。我们称这种装置叫“角反射器”。三面镜子组成的角反射器有三条公共的棱边，相当于三个偶镜，因此光线无论从什么角度射到它上面，都会沿着原方向反射回来。

　　现在，在月球上和许多人造卫星上都装有角反射器(真正的角反射器是用直角棱镜制成的，它的原理和上面讲的一样)。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。这对于认识地球的形状，测量地球板块的运动及地面的微小位移有很大作用，也可以为预报地震提供可靠的资料。

　　自行车尾部常常装有一个红色塑料制成的反光镜，它的作用是：当汽车的前灯照在它上面的时候，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。如果拆开来看，就会看到这个红色塑料片上有很多突起的部分，每个突起的部分都是一个角反射器。