你可能天天要照照鏡子，整整容貌，甚至面對(duì)鏡中的你沉思：鏡中像的左右為什么恰與你自己（實(shí)物）左右相反呢？要解答這一問(wèn)題首先必須弄清下列問(wèn)題：

一、平面鏡的結(jié)構(gòu)及反光原理是怎樣的？

由于平面鏡是在一塊平板玻璃的一面均勻地鍍上一層金屬膜（多是銀，現(xiàn)在也用鋁等），膜外面涂上一層保護(hù)漆（圖1）。當(dāng)光射到平面鏡上，先透過(guò)玻璃層，遇到金屬膜則全部反射，反射光先透過(guò)玻璃層再進(jìn)入空氣里傳播，光在經(jīng)過(guò)空氣和玻璃的交界面時(shí)雖有折射，但因玻璃較薄，一般不考慮其對(duì)光路的影響。

二、平面鏡是怎樣成像的？

平面鏡前的蠟燭是怎樣成像的呢？如圖2，在燭焰上取一點(diǎn)S，發(fā)光點(diǎn)S射向鏡面的光線經(jīng)鏡面反射，這些反射光線的反向延長(zhǎng)線會(huì)相交于鏡面后同一點(diǎn)S′（根據(jù)光的反射定律和三角形全等知識(shí)可證明），而這些反射光進(jìn)入眼睛后，眼睛只能感覺(jué)到光是沿直線傳播而來(lái)（即不能感覺(jué)出光在進(jìn)入人眼前的過(guò)程中是否改變過(guò)光路，只能感覺(jué)光是沿最后進(jìn)入眼睛的光所在直線上的某點(diǎn)發(fā)出的），所以反射光AD、BE、CF進(jìn)入人眼后，人就感覺(jué)到它們好像是從它們反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn)S′發(fā)出的，于是就看到了像點(diǎn)S′。通過(guò)實(shí)驗(yàn)知道，在鏡子后面實(shí)際上并沒(méi)有這個(gè)發(fā)出光線的點(diǎn)，所以叫虛像，物體上的每個(gè)點(diǎn)在鏡子里都能按如此原理成一個(gè)像點(diǎn)，所有的像點(diǎn)就組成整個(gè)物體的虛像（這就是平面鏡成像原理）。上述過(guò)程中眼睛只能感覺(jué)到的光是沿直線傳播而來(lái)，這是眼睛的生理功能所決定的，這一點(diǎn)需要我們慢慢理解它。

三、平面鏡成像大小與物體距鏡遠(yuǎn)近是否有關(guān)？

通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究得知：平面鏡所成的虛像是正立的，像與物等大到鏡面等距。從實(shí)驗(yàn)的角度容易理解這一結(jié)論，但由于在日常生活中，我們感覺(jué)到：物體距離平面鏡越遠(yuǎn)而其像越小的情況。因而有人對(duì)“像與物等大”表示懷疑。這又怎樣來(lái)解釋上述“情況”呢？

原來(lái)，這是沒(méi)把“像”理解成一個(gè)客觀對(duì)象有關(guān)。一個(gè)物體只要放在平面鏡前方，它就能在平面鏡中對(duì)稱的位置上成一個(gè)像，這個(gè)像雖然是虛像，但它與物體一樣是客觀存在的事實(shí)。

而實(shí)際上，物體的長(zhǎng)度（含長(zhǎng)短、粗細(xì)）是一定的，但人距它越遠(yuǎn)，看到它感覺(jué)到它會(huì)越小，這與物體在視網(wǎng)膜上所成的像的大小有關(guān)。即物體距眼睛越遠(yuǎn)，通過(guò)眼球“凸透鏡”成于視網(wǎng)膜上的倒立、縮小的實(shí)像也就越小，通過(guò)視神經(jīng)傳輸?shù)酱竽X視覺(jué)中樞感覺(jué)到的物體就越小。因此不能因距離它遠(yuǎn)感覺(jué)到它小，就說(shuō)它的長(zhǎng)度在變小。而實(shí)際上物體的長(zhǎng)度是由物體本身決定的，而不是以我們的感覺(jué)來(lái)決定的。所以，無(wú)論我們距物體遠(yuǎn)近感覺(jué)它大或小，物體的長(zhǎng)度都未變。但在生活中，我們看到的遠(yuǎn)處的物體，能對(duì)它的大小進(jìn)行估計(jì)，這是根據(jù)物體在背景中的大小比例并結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，綜合分析而得到的。

在平面鏡前觀看物體的像大小也是這樣的道理，應(yīng)理解像是一個(gè)“客觀的對(duì)象”，其大小是由像本身來(lái)決定，根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)知，像與物始終是等大的，所以，無(wú)論我們感覺(jué)到物距平面鏡的距離發(fā)生怎樣的變化，從而感覺(jué)到的像無(wú)論是大還是小，它也只能是由物體本身來(lái)決定，而不是以我們的感覺(jué)來(lái)決定的。平面鏡成像大小與物體距鏡遠(yuǎn)近無(wú)關(guān)。

四、為什么平面鏡成像與實(shí)物左右相反而不上下相反？

當(dāng)你面對(duì)平面鏡舉起左手時(shí)，映在鏡中自己的像卻是舉起右手，在平面鏡中成像與實(shí)物總是左右相反而不上下相反（圖3），為什么呢？

這可從平面鏡成像的原理來(lái)分析：物體放在平面鏡前，它上面的每個(gè)點(diǎn)反射出的光遇鏡即反射，其反向延長(zhǎng)線于鏡中相交的點(diǎn)即是成像點(diǎn)。物體上所有點(diǎn)射出的光遇鏡反射后都按上述那樣在鏡中形成所有的像點(diǎn)而組成虛像。因而像與物體大小相同，像到鏡的距離與物體到鏡的距離相等。于是像與物體相對(duì)于平面鏡對(duì)稱。

由于平面鏡成像有上述特點(diǎn)，觀察者在判斷左、右、上、下等位置時(shí)，通常是以其自己身體為坐標(biāo)系來(lái)確定的。如在照鏡時(shí)，以鏡中像為坐標(biāo)系，兩相比較，所以就感覺(jué)到像與自己的左右相反；仔細(xì)觀察比較并無(wú)上下相反情況。

鏡像與實(shí)物，還有“前后相反”的情況。例如取一平面鏡垂直放置，在鏡前依次拿三支削尖的鉛筆分別使筆尖向上、向右、和向前（圖4），再?gòu)耐獯怪庇阽R面地向鏡前面（后）移動(dòng)。這樣，就可看到：向上與向右的鉛筆實(shí)物與像接近重合，完全一樣；而向前的鉛筆，實(shí)物與像的部位完全相反。像這樣的情況就是平面鏡成像的前后相反。鏡像與實(shí)物部位前后相反的原因，也可從平面鏡成像的原理來(lái)解釋。

鏡像與實(shí)物相反的問(wèn)題，不僅涉及幾何光學(xué)的性質(zhì)，而且還涉及人看鏡中像時(shí)的心理作用，所以，這被稱為“鏡像難題”。