全身鏡很早就發明了。古希臘人在公元前3000年左右就已經制造了硬幣
。 中國瓷器出現于公元前4000年左右。
凹面鏡和凸面鏡
中國古代的錢幣有兩種:一種是凹面鏡,用來聚焦太陽光線而獲得火;另一種是凹面鏡,用來聚焦太陽光線而獲得火種;另一種是凹面鏡平面鏡成像口訣一倍焦距,用來聚焦太陽光而獲得火種。 另一個是凸面鏡,用來照亮人們。
《古今注》中有這樣的記載:“燧石亦瓷,以銅為形,如鏡;視物而映影,迎日而生火”。 ;有了艾承志,火就出來了。” 根據化學光學原理,我們知道,對于凹面鏡來說,當物體在全身鏡焦距之外時,物體的圖像是倒立的; 如果物體在焦距范圍內,則會得到比真實物體更小的正像。 《古今注》的作者是晉朝的崔寶。 可見當時人們已經了解了凹面鏡的原理。 雖然,在春秋戰國時期所著的《墨子》一書中,就已經有了對鏡子的光學分析。
那么,古人為什么要制造凸面鏡給人看呢? 這可能有兩個原因。
首先,視野更大。 如果你站在全身鏡上面,你就只能站在全身鏡上面看; 如果你站得離后面較遠,看穿衣鏡的人就看不到穿衣鏡中間的自己,只能聽到附近的風景。 凸面鏡的視野更寬。 盡管全身鏡稍微偏離了全身鏡的背面,但他仍然可以看到全身鏡中的自己。 因為凸面鏡有這個優點,駕駛室側面安裝的幾面全身鏡都是凸面鏡。 當車輛行駛時,駕駛員可以通過后視鏡看到車輛的左右兩側和后方。
其次,凸面鏡中的圖像比真實物體小。 這樣,小小的全身鏡也能看到更大的場景。 我們知道,如果你想在平面鏡中看到一個人的整個身體,全身鏡必須非常大平面鏡成像口訣一倍焦距,至少是人身高的一半; 如果你想清楚地認出人的臉,全身鏡必須有半張臉那么大。 在唐代,銅的地位僅次于金銀。 為此,為了節省銅材的使用,將全身鏡做成手臂或四肢可見似乎是更經濟的選擇。 我們一般看到的唐代梳妝鏡只有巴掌大小。 它們都非常精致,里面有各種各樣的圖案或者銘文。 只有在王室或者有權有勢的人家才會有更大的平面鏡子。
瓷鏡和玻璃鏡
唐代鑄造的鏡子是由銅錫合金制成的,這種合金比較脆。 如果被一塊有角的巖石擊中,它可能會碎成兩半。 我們知道,延性物體斷裂后的茬是不同的,有多少條裂紋,就有多少種不同的茬。 人們根本就沒有辦法復制它,就是利用現代技術,也很難完全復制它。 古代孟奇《本史實》中記載,遼朝陳將死。 駙馬徐德言預料到這對夫婦會在混亂中失散,于是他將一枚硬幣分成兩半,夫妻倆各持一枚(一種說法是他將兩半梳妝鏡放在一起。給他的兒子),并同意8月15日去京城賣掉消息。 他的妻子華州公主托人在預定的日子去集市上賣鏡子。 徐德言看到了,就買了。 她還請人帶詩一首:“鏡與人器去,鏡歸人卻不復返。嫦娥影復,明月照天。” 夫妻倆終于團聚,“破鏡重圓”已成為典故。
人類學會用玻璃作為全身鏡的時候已經很晚了。 唐代玻璃的生產規模較小,但價格較高,只能用于裝飾。 人們稱玻璃為“琉璃”、“琉璃”、“琉璃”、“月明珠”等。 13世紀以后,歐洲人首先發明了玻璃的批量生產。 最早的玻璃全身鏡出現在15世紀。 直到清末,中國錢幣才逐漸被玻璃鏡子所取代。 隨著現代工業的發展,制作全身鏡的材料不僅包括玻璃,還包括除銅之外的其他金屬和塑料。
一旦玻璃材質的全身鏡出現,就會有很多新的設計,而且全身鏡還可以做得更大。 有些建筑物的整個建筑物都有玻璃墻。
全身鏡的升級版——后向反射鏡
根據上面的介紹我們知道,無論是平面鏡、凸面鏡還是凹面鏡,都有一個缺點,那就是中午看鏡子時,人必須站在全身鏡后面。 凸面鏡稍好一些,但偏轉角度不能太大。 有沒有一種全身鏡可以讓人在明顯偏離全身鏡的情況下也能看到人呢? 換句話說,無論光線來自哪個角度,全身鏡都會將光線反射回原來的方向。
答案是肯定的。 這些全身鏡稱為逆反射鏡。 三個平面鏡垂直連接形成一個金字塔,就像空間坐標系中的多邊形極限。 這面全身鏡的金字塔是一個后向反射器。 人只要站在金字塔上,無論身在何處,都可以看到自己完整的鏡像。 也就是說,金字塔內部的任何光束,經過金字塔反射后,都會沿著與入射方向平行的方向反射回來。
雖然逆反射鏡有很多優點,但要使平面鏡的相交線非常精確并不容易。 陰影上經常有幾條線,看起來很不舒服。 因此,人們在日常生活中并不是用它來照明人,而是用反光板將光線反射回來。 這些裝置一般稱為后向反射器,也稱為后向反射器。
通常,自行車后部有一個由塑料制成的大型后向反射器。 它由許多小單元組成,每個單元是三個相互垂直的平面鏡。 在自行車前面行駛的車輛可以使用自己的燈光從遠處聽到后面的自行車的聲音。 由于自行車上的這個小反光鏡可以反射來自燈光的光線,無論車輛和自行車的相對位置如何。
后向反射器應用廣泛。 我們知道,高速公路上時速很快,路燈也很少。 夜間行駛時車輛行駛速度非常快。 它們完全由路標、文字和各種反光板制成的標志驅動。 一些道路標志,例如自行車的后反光鏡,可以通過車輛自身的燈光清晰識別。
還有一些繪制的交通線和文字標志,采用不同原理的后向反射器。 這些后向反射器的原理是:當入射光照射到折射率高的透明球體上時,當你聽到霧氣或露水冒出的霧氣時,部分光線經過全反射后會被完全反射。 按原來的方向反射回來,比如露珠、雨滴、玻璃珠等,你會看到閃亮的點。 這是原則。 因此,人們嘗試在道路標線油墨中添加半徑大于1毫米甚至更小的特別細的玻璃珠。 用這些染料寫的字母具有反射光的能力。 如果采用具有一定反光能力的涂料底色,涂料對光的反射率就會更大。
使用后向反射器也可以進行精確的距離檢測。 1969年,德國阿波羅登月計劃期間,在地球上安裝了后向反射器。 月球上的人們向地球上的后向反射器發射激光,然后后向反射器接收來自地球的反射光。 通過檢測光線通過所需的時間,研究人員準確估算出地球與月球之間的距離,偏差不超過6分米。 據悉,回射器還可用于精確探測衛星軌道、距地球的距離和光速。
全身鏡的作用只是反射光線; 反射器的功能也許更復雜,是將光從其來源處返回。 如何制作簡單高效的反射器仍然是現代應用技術中的一個重要問題。