鏡子（Mirror）

鏡子（Mirror）
高雄市立高雄女子高級中學物理科蔡宗賢老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

鏡子是一個有平滑反射面，足以形成影像的物體。我們最熟悉的鏡子，為平面鏡，它有一平整的反射面。曲面鏡則使用來產生放大與縮小的像，及用來會聚或發散反射的光線。

鏡子通常用來整理儀容、裝飾與建築。鏡子也使用在科學儀器上，例如：望遠鏡、雷射、照相機與工業機器上。大部分鏡子為可見光設計，但是有些光學儀器，需要鏡子來反射其它的波或其他波長的電磁輻射。

望遠鏡與其他精密儀器使用前面鍍銀的鏡子，把銀鍍在玻璃的前表面，可以讓光不先遇到玻璃，減少光在玻璃表面的反射。部分的鏡子鍍銀，但大多數鍍鋁，是為了增加短波長光的反射。這些金屬蒸鍍的表面容易被破壞，所以需要特別的處理。全新的時候大約可反射 $$90\%$$ 到 $$95\%$$ 的入射光線。真空蒸鍍在離開真空室前，對表面作一些處理。因為他們一旦遇到氧與溼度就會腐蝕。所以為了保持這種前表面鍍銀鏡子的品質，通常表面需作處理。

製造

在適當的基底上，鍍上不同可反射的材質，來製造鏡子。由於玻璃的堅硬、容易製造、而完成時有一平整表面，所以常用來做基底。在玻璃的背後，鍍上反射層，如此可防止腐蝕及意外的傷害(玻璃比其他基底有比較耐刮傷的特性)

將基底塑形、拋光與清潔，然後鍍上反射物質，玻璃鏡子通常鍍上銀或鋁，並完成以下系列的程序： 1、錫 2、銀 3、化學活化劑 4、銅 5、漆因為銀不易與玻璃結合，所以在他之前先鍍錫，化學活性劑是為了使錫/銀介面更堅固，為了使鏡子更持久，而加入銅，最後漆用來防止鏡子被刮傷與意外傷害。

有時科技上的需求，例如雷射鏡子，在反射層上用玻璃前表面真空蒸鍍的方式，以減少雙重反射及減少光被玻璃吸收，比較便宜的這類鏡子，用銀鋁及金來蒸鍍，新的時候可達到 $$90\%$$ 至 $$95\%$$ 比例的反射。在反射表面上加上抗氧化的外層，使其能更耐久。有時為了在某一窄範圍的波段，達到 $$99.999\%$$ 的高反射率，會鍍上介電材質。

效果

平行的光束經過平面鏡反射，仍為平行光束，不過改變行進的方向。平面鏡產生虛像，像與物一樣大小。平行光線經凹面鏡反射，會匯聚在鏡子的焦點上。但平行光線經凸面鏡反射，會發散光線，其延長線會交於鏡子後面的焦點上。球面的凹或凸面鏡，由於球面像差，平行的光線反射後不會匯聚於一點。改成拋物面鏡可解決這個問題。使平行光線反射後會交於一點。

光束經鏡子反射，入射角會等於反射角。舉例來說入射的光線與法線方向夾 $$300^\circ$$ 角，反射後的光線與法線方向也夾 $$300$$ 度。

應用

安全與廣泛的視線

後視鏡被廣泛應用在交通工具上，例如摩托車與腳踏車，使駕駛能看到後面接近的車輛。有些摩托車駕駛的安全帽內，會有一種多反射光學系統，類似後視鏡的功能。也見過一種太陽眼鏡在左鏡的盡頭加一面鏡子，及右鏡的盡頭加一面鏡子，達到後視的效果。

凸面鏡比平面鏡可觀測更大的範圍，它們通常擺在交叉路口及車道的角落，例如停車場，讓駕駛能觀看附近的車輛，避免與其他車輛的碰撞。有時也用在部分的安全系統，使監視系統可觀測比較多的角度。

牙醫的鏡子，有些是平面鏡，有些是曲面鏡，使醫師能在病患的口中，看清楚牙齒的情形。

雙向鏡

雙向鏡亦被稱為單向鏡或單面玻璃，可以反射部分光線並使部分光線通過。在雙面鏡薄片玻璃塗上一層低濃度的金屬，因此可讓部分光線不反射。雙面鏡適用於暗房與亮房的中間。在亮房中，雙面鏡就像一般鏡子反射出人影；在暗房，則像一扇「透明」的窗戶。雙面鏡常被用於觀察嫌疑犯和提防小偷。

雙面鏡也被運用於光學儀器中，則稱為半鍍銀鏡或光線分束器。其目的是將光線分束後，使一部分光線直直通過鏡面，而另一部份反射──此結果有利於干涉。在實境電視節目「Big Brother」場景中，感覺就像是被關在雙向鏡做成的攝影棚中，攝影師在黑暗的走廊中拍影參賽者，而不需接觸參賽者。因為參賽者禁止與外界接觸，所以雙向鏡可達到此效果。

工業技術

儀器

望遠鏡與其它精密的儀器，採用前表面鍍銀或鋁的鏡子，跟一般用後表面鍍銀的鏡子，可減少玻璃的反射，這些前表面蒸鍍的鏡子，容易被破壞而需要被處理。當它們剛被製成的時候，可反射 $$90\%$$ 至 $$95\%$$ 的光線，真空蒸鍍在離開真空室前，對表面作一些處理。因為他們一旦遇到氧與溼度就會腐蝕。所以為了保持這種前表面鍍銀鏡子的品質，通常表面需作處理。

不同波長的光，在鏡子的反射比例，可用反射儀來測量。選擇不同的玻璃基底，鍍上不同的金屬物質，可增加可見光的反射與紅外線的透射，我們稱此種鏡為冷鏡(cold mirror)，反過來，可增加紅外線的反射與可見光的透射，我們稱此種鏡為熱鏡(hot mirror)。通常鏡子表面鍍上薄膜用來防止表面的破壞，與增加我們所需要光的反射。例如：鋁鏡鍍上二氧化矽或氟化鎂。各種波長的光在鏡子的反射比率決定在如何鍍上金屬物質與鍍的厚度。

譯自 http://en.wikipedia.org/wiki/Mirror