麥麥和狐狸貓剛看完超人的電影

興奮地討論著電影裡未完的 最後一幕

超人從前方的一小面鏡子中

看到斜後方有一個正在接近他的怪物

狐狸貓很好奇 超人可以如何消滅這隻怪物呢

麥麥興奮地提出了一個主意

超人的眼睛不是可以藉由發射光線 來燒毀壞蛋嗎

那麼 或許超人可以透過那一小面鏡子

將眼睛發出的光線反射

反射後的光就會照到後方的怪物

如此一來就可以消滅它了

狐狸貓覺得這個方法真是太好了 不過還有一個未解的問題

超人怎麼知道要從哪個角度射出眼睛的光線呢

光的反射遵循什麼樣的規則呢

狐狸貓們決定來做個實驗 觀察光的反射現象

麥麥拿出一台能發射光束的機器及一面鏡子

將發射的光線以某個角度打向鏡子

並在另一側觀察由鏡子反射出去的光線

狐狸貓們發現隨著不斷移動 入射光線的角度

反射出去的光線角度也不斷的在改變

不過 要如何精確描述這樣的現象呢

身為狐狸貓好朋友的你 會選擇怎麼樣的描述方法呢

其實 科學家們在描述自然界的現象時

會藉由定義一些物理量

也就是一些能測量的量 來描述現象

因為當我們把想要描述的現象轉化成具體的數值時

就可以更精準的去描述 甚至是比較各個數值的大小了

那麼 科學家定義了哪些物理量來描述光的反射現象呢

首先將光的軌跡以射線表示

入射光線的軌跡以入射線表示

反射光線則以反射線表示

並且也定義了一條通過入射點並與反射面垂直的線

稱作法線

而入射線與法線的夾角 就叫做入射角

反射線與法線的夾角則是反射角

藉由這樣的定義

我們就可以用角度來精準的描述光的反射現象了

科學家們發現

光的反射 總是遵循著入射角與反射角相等的規則

並且入射線 反射線和法線都在同一個平面上

科學家將這個觀察到的現象稱為光的反射定律

所以只要超人知道這個光的反射特性

他就能計算出來要以什麼樣的角度射出眼睛的光線

擊敗即將偷襲他的怪物了

聽著聽著 麥麥想起在前一堂課中學習到的知識

我們之所以看得見東西 是因為有光線從物體那端射入眼睛

不過 超人從鏡子中看到怪物的成像

應該不是因為怪物的光線從鏡子裡面射出來進入超人的眼睛吧

因為光線不會從鏡子裡面射出來啊

那麼 為什麼從鏡子裡面看來 會像是物體中在鏡子裡面呢

要解答這個疑惑

就讓我們先來看看光線怎麼從怪物身上的Ａ點

透過鏡子反射進入超人的眼睛吧

首先 在亮光下其實充斥著各種不同角度前進的光

這些光線照到怪物身上的Ａ點後

會再從Ａ點反射到鏡子的那端

並且 這些光線都遵循著反射定律 被反射進入超人的眼睛

如果把這些反射的光線軌跡向後延伸

會發現這些射線相交於鏡子裡的某一個點

對於眼睛來說 從怪物的Ａ點反射到眼睛的光線

看起來就像是從鏡子裡的相交點射出來的一樣

根據這樣的方法

我們可以把怪物身上的每個點 都在鏡子中畫出相對應的位置

而這個鏡中的像就被稱為虛像

因為光線實際上並不是從這個鏡子裡的位置射出來的

麥麥恍然大悟

所以 光只是從怪物那端反射進入超人的眼睛

並不表示真的有光線從鏡子裡面射出來啊

在麥麥還在驚訝的時候

狐狸貓已經把怪物與鏡子間光的射線都精確的畫出來了

畫完之後 狐狸貓發現鏡中虛像和鏡面的距離

與實際怪物和鏡面的距離是相等的

而且狐狸貓還觀察到

鏡中的虛像大小和怪物實際的大小是一樣的

只是當真實的怪物舉起左手時

鏡中的怪物反而是舉起他的右手

麥麥覺得這個發現很棒 要將這個發現記錄下來

螢幕前的你 能不能幫助狐狸貓們把這個發現記錄下來呢

狐狸貓和麥麥覺得今天真是收穫豐富的一天

不僅看了一部超人電影 還學到了許多光的性質

最後有一個問題 想邀請你來想想

狐狸貓們將今天學到的知識 做了一個重點整理

光的反射定律

入射角等於反射角

而且入射線 反射線和法線都在同一個平面上

在平面鏡的成像中 物距會等於像距

而物體與虛像的大小相同 但左右方向相反

最後 和狐狸貓們一起腦力激盪吧

如果你想要在鏡子中看到自己的全身像

一定需要一面和身高一樣高的鏡子嗎