微小平面镜成“像”实验及由此引起的思考
微小平面镜成“像”实验及由此引起的思考
贵州省黔西县第一中学黄绍书老师介绍了自己所设计的微小平面镜成“像”的实验装置和主要实验方法：
1实验装置及主要实验方法
实验装置如图1，其中各元件均可在水平导轨上进行多方位调动。实验时，首先调节各元件的中心大致在同一高度，并使扩束后的准直的激光（不能直接照射到光屏和微小平面镜O上）经用毛玻璃制成的箭形
图1
①He－Ne激光器；②扩束镜；③凸透镜；④箭形散光物体（有效面积50×20 mm2）；⑤微小平面镜O（有效反射面积2×2 mm2，可用剪有孔的纸片贴在普通镜面上制成）；⑥光屏及投影；⑦水平导轨。
表中数据由此实验装置测得，它们满足关系式：
M′＝
（u′是镜O与物面的距离；v′是O与“像”（屏）的距离
散光物体AB散射后投射在镜O上，然后适当调节箭形散光物体和光屏与O之间的距离就可以改变像的大小。
2微小平面镜成“像”与“小孔成像”的类比
通常，物体发出或散射的光，经平面镜反射后投射到光屏（投影屏）上只能形成与镜面形状相似的亮斑；但当平面镜线度相对于物体小得多且厚度可忽略不计（就像“小孔成像”中的孔径相对于物小得多）时，我们可将它称作微小平面镜简称小镜，此时，物体上的每一点（物点）发出或散射的光（线）中只有一细束能被小镜反射后投射到光屏上，形成一个与该镜形状相同的微小亮斑，可近似地认为是一亮点即“像”点。由于这些“像”点与物点一一对应，其集合就在光屏上形成与物体形状相似的倒立的“像”。上述实验结果及光的反射定律和平面几何中相似形的知识均可证明，小镜所成“像”与小孔成“像”完全类似。且满足相同的“放大率”公式。M′＝v′/u′（注意：它与透镜成像放大率有区别）。
要强调的是：小镜同样成有虚像如图2中的
，只因镜面（视场光阑）太小，人眼看不全此虚像。
为了说明小镜和小孔成的“像”与物的关系，我们只取箭形物对称轴上的一条AO′作物（线光源），图2便给出了物与三个像的关系：①
与AO′共面（面1），
与
共面（面2）；②面1和面2以镜（孔）平面为对称面；②面1和面2的角平分面即入射光与反射光的法平面。
图2
3对成“像”性质的再思考
综上所述小镜反射所成“像”与小孔所成“像”都是由实际光线投射到光屏上形成的同类“像”。关于这类“像”的性质，肯定地说不是“虚像”，但是否是实像，甚至能否称得上像？笔者还未有成熟的看法，因为笔者曾接受过过去一些资料对小孔成的像为“实像”的看法（即主要从它是实际光线的集合、能在光屏上接收到且为倒立这点出发）。这类“像”虽然不同于光学中严格定义的“实像”，但根据《辞海》对“像”字的解释：“像即从物体发出的光线经过光学系统（透镜、镜、棱镜或它们的组合）后形成的与原物相似的图景。”笔者认为，还是可以称为“像”，就像有专家所说的那样，不妨把它称为“投影像”。