镜子是我们生活中的常见物品。传统的镜子使用的是平板玻璃作为基板,而现代的镜子用的材料则更多样。
镜子自古便与人类紧密相连。最初,人们在河湖中看到自己的倒影,这是最早的“镜子”。古人用“监”一词形容的镜子,实际上是一个盛水的盆。
但你知道吗?公元前8000年,土耳其的先民用光滑的黑曜石制成了第一个硬质镜面,这种材料来自火山岩浆,具有高反射率。这种镜子曾被误认为是“乌玉镜”,但它实际上起源于中美洲的阿兹特克文明。
随着时间的流转,先辈们开始尝试使用金属来制造镜子。商代初年,铜鉴开始亮相,制作铜镜是一个技术与艺术的融合过程,尤其当古代的技术条件有限时,人们通过加入铅来降低熔点。这种创新带动了铜镜的大规模生产与普及。
不止金属,玻璃也走进了镜子的历史。在中世纪,被誉为“玻璃王国”的威尼斯曾创制了一种镀水银的玻璃镜。先将锡箔贴在玻璃表面,再将水银倒在锡箔上,水银将锡溶解后形成了一种银白色合金,这层合金牢牢地黏附在玻璃面上,形成了真正意义上的玻璃镜子。
然而,制造水银镜子太费事了,大约要花整整一个月的功夫才能做出来。况且,水银有毒,制成的镜面也不算太亮。
一百多年前,科学家利比喜发明了镀银的玻璃镜,英国皮尔顿兄弟又以连续镀银、镀铜、上漆、干燥等工艺改进了镀银法,人类从此迈入“现代镜”时代。
要解答这个问题,得先了解镜子的基本原理。当光线遇到物质,它会发生吸收、透过或反射现象。而反射又可分为:镜面反射和漫反射。
我们看到太阳光近似于平行光,当光线经过光滑的镜面反射后,沿着特定方向(遵循反射定律)传播。而在粗糙表面上反射时,尽管光线仍然遵循反射定律,但是光线因粗糙表面的微小不规则结构往四面八方传播,在各个方向上散开。
打磨得非常光滑以降低其漫反射,理论上能像镜子一样。然而在实际中,金属铁表面极易氧化形成氧化铁
但随着不锈钢的诞生,铁基表面不再疏松多孔,而是覆盖一层致密的氧化铬钝化膜,这使得其反射能力大大提高,因此也被用于制作镜面。
常见镜面不锈钢分为6K、8K、10K和12K这四种等级,以“8K”为例,其中的“8”是指含合金成分的比例,“K”是指经过抛光加工后的反射率所达到的等级。
一般8K的镜面不锈钢就已经达到了普通镜子的光面效果,继续研磨至12K镜面不锈钢,可以达到表面超清晰、无磨头花、无划痕。
除了普通镜子外,其实还有很多神奇的镜子。上海博物馆收藏了一面神奇的汉代镜子:它的外形虽与普通圆形铜镜无异,但每当光线照在镜面上时,就能将镜子背面的纹饰反射出来,恰似整面镜子被光穿透一般。这便是西汉时期的透光镜“见日之光”。
宋代的沈括为我们揭示了它的制作原理:“铸时薄处先冷,唯背文上差厚,后冷而铜缩多。文虽在背,而鉴面隐然有迹,所以于光中现。”
在反光时,凹面镜能使光线会聚,显得较亮,成像在透镜焦点之前,像普通镜子;而凸面镜会使光线发散,显得较暗,成像于透镜焦点之后。当光线从侧面或特定的入射角度照射时,人们就能从反射图像中看到较亮的字迹和花纹。这些是镜背面的图像,而从表面看来,铜镜好像真的能“透光”。
想象一下,当你走进一面镜子,发现自己突然长了个大头或变成了细高个,这种滑稽扭曲的形象正是由凸面镜和凹面镜造成的。它的原理是曲面镜引起的不规则光线反射与聚焦,造成散乱的影像。
单向一般指单向玻璃,又称为单向透视玻璃等,它工作的原理完全基于光的物理特性,关键在于一层非常薄的金属膜,这层膜足够薄,可以让一部分光线穿透,同时反射另一部分光线。
这很大程度上取决于两边的光照条件。当一侧非常明亮,而另一侧相对较暗时,明亮一侧的人们会看到自己的反射,因为从这侧发出的光线大部分被反射回来,而较暗一侧透过的光很少。在暗的一侧,因为有一部分来自明亮一侧的光线可以穿透金属膜,所以人们可以透过玻璃看到明亮的一侧。
单向透射玻璃的“秘密”在于它的金属膜和周围环境的光照条件。如果你改变了光照条件,例如使暗侧变亮或明亮侧变暗,这种玻璃就会在原来一侧失去单向透射的效果,而在另一侧呈现单向透射。
近年来,智能镜更是为我们打开了一个充满无限可能的未来。它看起来像普通的镜子,但实际上具有屏幕显示、计算等功能,能够提供更多功能和交互体验,可触摸操作,查看新闻、天气、时间和便签等信息。
光的魔法,已经跃出了镜面,成为了我们日常生活中不可或缺的一部分。在这光影交错的世界里,镜子不仅仅是我们理发、化妆时的工具,更是承载了千年智慧和文化的历史遗产。