2.2: 由平面反射镜形成的图像
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在本节结束时，您将能够：
- 描述平面镜是如何形成图像的。
- 区分真实图像和虚拟图像。
- 找出由平面镜创建的图像的位置并描述其方向。
你只需要看最近的浴室就可以找到镜子形成的图像的示例。 平面镜中的图像与物体大小相同，位于镜子后面，方向与物体相同（即 “直立”）。
要了解这是怎么发生的，请考虑图\(\PageIndex{1}\)。 两条光线从点冒出来\(P\)，照射镜子，然后反射到观察者的眼睛里。 请注意，我们使用反射定律来构造反射光线。 如果反射光线在镜子后面向后延伸（参见虚线），则它们似乎来自点\(Q\)。 这是点的图像\(P\)所在的位置。 如果我们为点重复这个过程\(P′P′\)，我们就可以在点上获得它的图像\(Q′\)。 你应该通过使用基本几何图形说服自己图像高度（从\(Q\)到的距离\(Q′\)）与物体高度（从\(P\)到的距离\(P′\)）相同。 通过形成物体所有点的图像，我们可以获得镜子后面物体的直立图像。
请注意，在观察者看来，反射的光线直接来自镜子后面的图像。 实际上，这些光线来自镜子上反射的点。 镜子后面的图像之所以被称为虚拟图像，是因为它无法投射到屏幕上，光线似乎只来自镜子后面的公共点。 如果你走在镜子后面，你看不到图像，因为光线不会流向那里。 但是，在镜子前面，光线的行为就像它们来自镜子后面一样，所以这就是虚拟图像的位置。
在本章后面，我们将讨论真实图像；可以将真实图像投射到屏幕上，因为光线会物理穿过图像。 你当然可以看到真实和虚拟的图像。 区别在于虚拟图像无法投影到屏幕上，而真实图像可以。
在平面镜中定位图像
反射定律告诉我们，入射角与反射角相同。 将其应用于三角形\(PAB\)和图\(QAB\)中\(\PageIndex{1}\)并使用基本几何图形表明它们是全等三角形。 这意味着\(PB\)从物体到镜子的距离与镜子到图像的\(BQ\)距离相同。 物体距离（表示\(d_o\)）是从镜子到物体（或者更一般地说，距离创建其图像的光学元件的中心）的距离。 同样，图像距离（表示\(d_i\)）是从镜子到图像的距离（或者更笼统地说，距离产生它的光学元件的中心）的距离。 如果我们测量与镜子的距离，则物体和图像的方向相反，因此对于平面镜来说，物体和图像的距离应该有相反的符号：
\(\PageIndex{1}\)可以将扩展对象（例如图中的容器）视为点的集合，我们可以应用上述方法在扩展对象上定位每个点的图像，从而形成扩展图像。
多张图片
如果一个物体位于两个镜子的前面，你可能会在两个镜子中看到图像。 此外，第一反射镜中的图像可以充当第二镜像的物体，因此第二反射镜可以形成图像的图像。 如果镜子彼此平行放置，并且物体被放置在它们之间的中点以外的某个点，那么这种图像成像的过程将无休止地继续，正如你站在走廊里两侧都有镜子时可能已经注意到的那样。 如图所示\(\PageIndex{2}\)，该图显示了蓝色物体生成的三张图像。 请注意，每次反射都会从前后反转，就像将右手手套由内而外拉出会产生左手手套一样（这就是为什么右手的反射是左手的原因）。 因此，图像 1 和 2 的正面和背面都相对于物体是反向的，图像 3 的正面和背面相对于图像 2（图像 3 的对象）是反向的。
你可能已经注意到图像 3 比物体小，而图像 1 和 2 的大小与物体相同。 图像高度与物体高度的比率称为放大倍率。 下一节将详细介绍放大倍率。
无限反射可能会终止。 例如，两个直角的镜子形成三个图像，如图所示\(\PageIndex{3a}\)。 图像 1 和 2 由仅从单个镜子反射的光线产生，而图像 1,2 是由两个镜子反射的光线形成的。 这显示在 (\ pageIndex {3b}\) 中的光线追踪图中。 要找到图像1,2，你必须看看两个镜子的角落后面。
