偶们科技为什么镜子左右反上下不反？原因竟然出在我们自己

用户投稿 2025年08月17日 07:08:03 7 0

为什么镜子左右反上下不反？原因竟然出在我们自己

光竟然也有属于自己的节日哟！2025 年的 5 月 16 日已经是第十个国际光日啦！

1960 年，美国休斯研究实验室有位超厉害的物理学家梅曼，他制造出了第一台红宝石激光器，从而开启了激光时代。为了纪念这个了不起的时刻，在 2015 年，联合国教科文组织大手一挥，把每年的 5 月 16 日定为“国际光日”（International Day of Light）。

由于从你的眼睛到手机屏幕，从巨大的天文望远镜到激光雕刻机，光学涉及的东西实在是太多太多，今天咱们只重点聊聊大家最熟悉的“镜子”。

一块镜子的奥妙

唐太宗李世民说过：“以铜为镜，可以正衣冠”；《木兰辞》中则有“当窗理云鬓，对镜贴花黄”，都生动地描绘了人们与镜子之间的日常联系。这面我们日常使用的镜子，在专业上被称为“平面反射镜”，堪称光学领域中最简单的器件之一，常常出现在光学入门课程的前几页。

图 1：平面反射镜成像[1]

回溯人类使用镜子的历史，可谓源远流长。在远古时期，人们最初借助天然形成的平静水面来映照自己的模样，旧石器时代的人类若想一睹自己的容颜，往往需要前往池水边，对着那如镜面般平静的水面细细端详，这便是人类最早使用的“镜子”。后来，以青铜为材质打造的青铜镜，成为了主流。

随着时间推移，人类对镜子的制作技术不断探索。15 世纪迎来了平面镜发展史上的一个重要里程碑——意大利威尼斯的工匠们发明了镀锡玻璃镜。他们在玻璃背面精心涂覆了一层金属膜。这层金属膜凭借自身对光的反射特性，让光线能够高效地反射回来。这一创新不仅大幅提升了镜子的成像质量，还为后续制镜工艺的革新奠定了基础，发展成为现世的镀银镜和镀铝镜等金属镀膜镜子。

镜子的工作原理基于光的反射定律。当光线从一个介质射向另一个介质表面时，如果表面足够平滑，光线就会以相同的角度反射出去，形成所谓的“镜面反射”。

左右反，上下不反？

关于镜子，有个问题既有趣又常见，那就是“为什么镜子里的你左右是相反的，上下却不是相反的？”。

图 2：平面反射镜的成像方式[2]

其实，镜子成像既不是左右对称也不是上下对称。

出现这种问题的原因是人往往以自己为参照物，而忽视了镜子。准确的说镜子通过平面反射光线，使得物体的像在镜面后方对称出现。这种对称是沿着镜面的垂直轴（即前后方向）进行的，因此物体的前后位置被反转，而左右和上下位置相对于镜面保持不变。

图 3：镜面对称坐标参考[3]

这么说可能还不够清楚，如果照镜子的时候换个指示方向的方式，就一目了然了。假设我们站住不动，面对镜子的时候面朝北，镜面朝南，那么当我们动一动东边那只手，镜中人动的一定也是东边那只手，反之亦然。但当我们伸出手指指向北面（也就是我们眼前镜子的方向），镜中的你则一定会指向南，所以说，照镜子时其实是“里外反”。

换句话说就是镜子反转的是物体相对于镜面的前后方向，而非左右或上下。由于人类身体的左右对称性和观察视角的影响，我们感知为左右反转，而上下方向因与镜面垂直，未发生反转。

多来几块镜子可以干什么？

我们知道光的反射定律，那么我们就可以用多块镜子，通过调整入射光（即光源）和镜子之间的位置关系，从而精确地引导光线到达所需的位置。

首先就是小学科学课上都会制作的潜望镜，只要用两块互相平行的镜子，就能越过墙头观察对面情况了。

而如果我们把用两块平面镜垂直粘合固定，组成的镜子就叫偶镜。偶镜有一个有趣的现象，如果你去照偶镜，调整自己的位置，让镜子的接缝处恰好位于镜中你面部的中线，你就会发现这时照镜子的体验大不相同，当你举起右手，镜中人也会举起右手，当你闭上左眼，镜中人也会闭上左眼。

此外，如果你用手电筒紧贴面颊将光射向 90° 偶镜，会出现眩目反光。这是因为偶镜经两次反射的光与入射光平行，反射光直射入眼所致。

图 4：偶镜原理丨图源：作者绘制

若在偶镜上再加一面镜子使三面镜垂直，就成为一个角反射器，它由三对偶镜组成，无论从何角度投射光线，经二、三次反射的光都与入射光平行。角反射器用途广泛，像自行车尾灯就由众多角反射器组成，不过实际尾灯角镜之间并非严格垂直，这样能有部分反射光散开，便于司机看见。

图 5：自行车上的反射器丨责编拍摄制图

更神奇的是，月球上也有人造角反射器。1969 年 7 月 21 日，美国阿波罗 11 号登月成功，人类第一次踏上了月球的表面，登月宇航员带了一个激光后向反射器阵列，并将其放置在月面预定位置上，成功测得当时地球与月球的距离为 383911.218 公里，角反射器不愧是测距的理想“镜子”！

图 6：Apollo11 反射器阵列丨图源：wiki

在摄影领域中还有就一个巧妙利用反射镜的摄影设备——单反相机（单镜头反光相机)。其独特之处在于其取景器的设计。其镜头兼作取景物镜，在摄影镜头与数码相机的感光元件之间，有一反光镜与光学主轴成 45° 角。影像通过反光镜，从而显示在机身上方的调焦屏上，通过取景目镜和五棱镜，拍摄者可以观察取景对象，因而取景无视差，且较明亮。拍摄时，反光镜抬起（下图中的②），光线才能到达感光元件。

图 7：反射镜在单反相机中的应用丨图源：wiki

高级的镜子是啥样？

咱们日常家用的镜子，其镀膜层是位于镜子后方的。当你凑近仔细观察，会发现镜中影像存在轻微重影，这是普通家用镜子镀膜及反射特性所导致的一种现象。镜子的反光效果好不好，取决于入射光（即光源）的波长和镀层的表面光洁度。

在特定场景下，比如激光应用中，使用高反射率反射器可使激光输出功率成倍增加，第一反光板反射图像不失真、无双影，能还原物体本貌。而普通镜子反射率低、无波长选择性，还会产生双重阴影，使图像质量变差。

在精密设备领域，这种双重阴影和低反射率是绝对不被允许的，因为哪怕极其微小的图像偏差都可能导致设备运行异常，甚至引发严重后果。在光学系统中常使用通过特殊镀膜工艺的镀膜镜，能够有效提高对特定波长光的反射率，得到的图像不仅亮度高，而且精确准确，画质更清晰，色彩更逼真。

镜子，这个看似简单的光学元件，实则蕴含着丰富的光学原理和制作工艺。从日常生活中的整理仪容到高端光学系统中的精密应用，镜子都发挥着不可替代的作用。

参考文献

[1]Kokichi Sugihara's English Homepage[EB/OL]. http://www.isc.meiji.ac.jp/~kokichis/Welcomee.html.

[2]光学“魔术”：镜子与消失术！[EB/OL]. Light科普坊, (2023-09-17). https://mp.weixin.qq.com/s/aBPZgJiGtEqrNcRU3fxiaw.

[3]Why Do Mirrors Flip Left & Right (but not up & down)?

https://www.youtube.com/watch?v=1t4dOPxKgrY

[4]中国科学院西安光学精密机械研究所-光学科普园地[EB/OL]. 中国科学院西安光学精密机械研究所, (2018-12-18).

https://opt.cas.cn/kpyd/kpwz/201812/t20181218_5217790.html

[5]Makoto Otsubo, “Aerial imaging principle and its commercialization and future developments,” Proceedings of the International Display Workshops, Vol. 28: 227-230, 2021

[6]焦述铭. 角反射器：让光线“掉头”[EB/OL]. 网易号, (2024-06-30).

https://www.163.com/dy/article/J5U94HLO0511C4OP.html

[7]月亮距离我们有多远？科学家告诉你到月球要几步[EB/OL]. 新

浪科技, (2018-02-02).

https://tech.sina.com.cn/d/s/2018-02-02/doc-ifyrcsrw7752744.shtml.

来源：科普中国

华科宿管阿姨退休全院师生送别，500字告别信感动学子

离别前，学生们纷纷与金阿姨合影留念离别前。

手捧一本沉甸甸的相册，即将年满60岁的金林君哭了。她心里清楚，这是这所学校和这群孩子，给自己这名宿舍管理员的最贵重的礼物、最高的评价。

昨日，是华中科技大学自动化学院韵苑19栋宿管员金林君正式退休的日子，学院师生代表前去给她送别。两天前，她一封质朴的《山高水长，我心永远》的告别信，刷爆了华中大学子的朋友圈。

最后一天清晨赶去扫雪

2018年12月30日清晨，金林君摸索着打开了手机，一看才5点钟。想起头天晚上下了雪，她睡不着了，索性起床洗刷，简单弄点吃的，5点40分就出门了。从东湖新技术开发区汤逊湖社区家中到华中科技大学东区的韵苑19栋宿舍，她先坐了10站公交车，再转坐校内巴士，到校已是7点40分了，平时天气好40分钟就够了。

身后的这条路，每天上下班共两趟，她已经走了10年，当天是她最后一个上班日。次日，金林君就正式退休了。

到宿舍楼后，金林君从值班室拿出扫帚，想着趁学生们起床前，把门前的积雪清扫干净。路滑，小伙子们走路总是风风火火的，要是摔倒可不得了。

雪花仍在纷纷飘落，偶有早起的学生从身边走过，总会喊声“阿姨好”，金林君则一个个叮嘱，“小心点，别滑倒了”。起床的学生越来越多，每个人看到她老远就开始喊“阿姨好”，有几个伸手要接过她手中的扫帚帮忙，被她婉拒了。也有人停下身，帮她把身上的积雪拍干净。

门前两三百米长的小路，金林君来回扫了几遍，有时她停下来直直腰，往手上哈几口热气。在一些容易打滑的地方，她还找来草垫子放上面。对于一名宿管员来说，这些活并不属于她的工作范围。

金林君靠在宿舍楼前歇息，来看望她的学生越来越多，有人拿两个橙子，有人拿一个柚子，还有同学捧了一束鲜花。很多人见她，先来个拥抱，犹如母子，还拉着她在自动化之家的字样前合影。金林君则赶忙递过暖手宝或是倒一杯热水，让孩子们焐焐手。

金林君的手机QQ、微信也响个不停，都是向她告别的。

学生们为金阿姨赠送照片及祝福。

视学生如同自己的儿女

2018年底年满60岁的金林君，是地道的武汉人，在国企干了一辈子，于2008年退休。虽然家庭条件还不错，不需要她再出去干活养家，但一下子闲下来，她还是觉得空落落的。最终，从2008年3月开始，她成了华中大韵苑19栋的一名宿管员。

刚来时工资不高，每个月580元，除去车费等开支，一月剩不了几个钱，但金林君心里很高兴。她说大学生文化素质高，有涵养，跟他们在一起，感觉自己年轻了很多，每天都很快乐。她经常从家里带来些小零食，分给宿舍值班的学生们。

一有空闲，金林君总爱跟学生们聊天。她经常在家里做几个荤菜，带给那些舍不得吃喝的贫困学生，给孩子们补补。

住在519室的小黄，来自枣阳农村，父亲去世，妈妈靠卖鸡蛋供两个孩子读书。当年他去广州实习时没有路费，金林君知道后塞给他1000元钱，还给他准备了一大包东西，带着在路上吃。如今，小黄已在武汉一家银行工作，两人还经常通过QQ聊聊工作，谈谈家庭琐事。

还有2010级的新疆学生小苗，备战考研时得肺炎住院，金林君总是在家做好饭、炖了汤让同学给她送过去。她还经常给患病学生捐款捐物，今年学校一名学生得了白血病，金林君主动捐了1000元。而更多的，则是通过当老师的丈夫牵线搭桥，给这些贫困孩子介绍了一份份家教工作。

有些学生毕业多年，遇到困惑还总是跟她联系。这两天学生小彬和女朋友闹别扭，金林君就在微信上劝他：“女孩子总是有点矫情，这是人生必经之路，”“姿态放高点，不要为一点小事情纠结，因为你是男人……”

500字告别信感动学子

金林君负责的这栋宿舍楼，164个房间住着 2015、2016、2017三个年级的624个学生，每一个她都认识，甚至很多人家是哪里的，是准备找工作还是考研的，她都一清二楚，有不少学生她看到背影就知道是谁。

半月前，想起再有十几天就要离开这帮孩子了，金林君心里很难过。想来想去，她决定给孩子们写一封信。她上过高中，在国企里也干过多年，写一封信本是轻而易举的事，可是这一次她却迟迟难以下笔。学生们对她都很尊重，很热情，见面总是一句“阿姨好”，有什么话总会找她说，还教她学会了QQ和微信……要说的话太多，舍不得的人太多，可是真正要写下来，脑子里却又一片空白。

最终，这封只有500字的退休告别信，金林君在心里盘算了近半个月，终于在上个月28日写好。次日到学校后，她怀着复杂的心情，将这封题为《山高水长，我心永远》的告别信发给了她所在的几个班级群。

信中写到：“我忘不了这么多天，当你们知道我要离开你们了，许多同学都来看望我，安慰我，与我深情话别，送我各种纪念的小礼物。我被你们一颗颗真诚、纯洁的心深深地感动，孩子们，我永远爱着你们，永远记得你们。山高水长，我心永远！”“孩子们，今后你们无论在祖国的哪一个地方，阿姨我都会为你们深深祝福。”

此后，她的手机就没有停止响过，一句句难过、舍不得的话语像雪片一样飞来。

这封信在华中科技大学引起轰动。在校的乃至毕业多年的学生，都表达着对她的不舍。有人冒着严寒步行数公里，送来了围巾、手套、折纸等纪念品。金林君看在眼里，暖在心头。

200张照片看哭一圈人

昨日上午，头天晚上才出差回来的华中科技大学自动化学院党委书记张耀、院长曾志刚和副书记朱平，第一时间赶到韵苑19栋，与师生代表一起慰问欢送金林君。他们对金阿姨对学生十年如一日的关心表示感谢，并对阿姨“宿舍育人”的工作方法充分肯定，也希望金阿姨以后能常回来看看。

随后，张耀书记拿出一本相册。原来，学生们两周前得知金阿姨要退休后，想送给她一份很有意义的礼物。最终，大家决定送她一本相册，背后写下祝福的话语。很快，从06级到18级，近200张照片发到自动化学院本科15级辅导员汪昭手中，不少人是从北京、上海、广州、香港等地发来的，算上合影，这些照片里有近千人。“金阿姨，我是2012年住在19栋的。当时来这边的时候，国庆节我没有回家，您还给我点了红烧鱼块，有什么吃的总会给我们，下雨天帮我们收被子，真的很谢谢您。”“金阿姨，我就是那个曾经吃了您很多水果的勤工俭学小伙子。听从了您中肯的建议，换了新工作到南京，听闻您即将退休，送达我诚挚的祝福，希望您笑颜常开，快乐常在。”看着这些孩子，读着这些话语，一直感动着的金林君情绪难以控制，眼泪直在眼眶打转。

记者看到，还有一张照片是自动化学院党委副书记朱平的，他写到：“您用您质朴的言行传递着大爱，滋润着一届届青年的心田，他们也带着您的爱走向世界各个角落，他们是我们的学生，也是您永远的孩子！祝您身体健康，幸福快乐，好运长存！”

前来送别金阿姨的学生越来越多，一波接一波，不少人传阅着这些照片，看着看着，都掉泪了。

(来源:楚天都市报)