鏡の仕組みについてです。

鏡にものが映ったり光を反射させたりするのはなぜですか。

鏡の構造と光が反射する仕組みを教えてください。

また、夜に窓をみると自分の姿が見えることがありますよね。しかし、窓よりも鏡の方がきれいに移りますし見やすいです。どうしてですか。

たくさんの質問がありますが、一つでもわかる方がいらっしゃったら教えてください。
中学2年生にわかるように説明して頂けると嬉しいです。

No.3 回答者： ORUKA1951 回答日時： 2013/02/10 18:19

　まず、光、これは物理では電磁波とほぼ同義語なのですが、そのうち波長350nm(ナノメートル)～750nmの電磁波が可視光線と呼ばれる目で知覚できる電磁波です。

　可視光線の反射とは、波長の光を跳ね返す性質で鏡面反射とは光の進行方向を面に対して面対象の方向に反射する性質です。
　表面が平滑なガラスやプラスチックや金属が反射しますが、ガラスやプラスチックと、金属ではその反射の仕組みが異なります。
　鏡の反射をよく見ると像が二重になっているはずです。
　　　印刷物の上に鏡を立ててみるとよくわかります。
・このふたつの反射は異なる要因によるものです。
　ガラスの裏面の金属膜による反射・・金属の反射で金属の自由電子によって受け取った光をそのまま反射します。
　ガラスの界面による反射・・界面反射と呼ばれる現象で屈折率の異なる物質の境界で起きる反射でガラスの場合は約2%です。表裏共におき、合計で8%の減衰になります。鏡の場合は裏面の反射は金属反射に加算されますが、再び出て行くときに減ります。
　この界面反射は、偏光しているのが特徴です。

　わずか8%の反射が、外が暗いときに明るく感じるかですが、それは人の感覚器官の特徴です。光の強度は夏の晴天時屋外では100,000ルクスを越えることもありますが、夜間の室内ではの明るさは数10ルクスしかありませんが、人の目はこの差を数万倍とは知覚しませんね。---これは視覚だけでなく、聴覚、重力などすべての知覚についていえることです。10倍になっても2倍にしか感じない。

　偏光ですが、釣具店で偏光眼鏡、あるいはお父さんがカメラの趣味があって偏光レンズを持っているとよくわかりますが、鏡やプラスチックの界面反射は偏光していますからレンズを回すと反射が消えてしまいます。
　同じ反射光であっても、これて金属反射なのか界面反射化が判断できます。

　光については、中学校までだと反射や屈折、レンズ程度までですが、とても奥が深い話題に満ち溢れています。
・昆虫の目は偏光を見分けられるため、青空さえ見えていれば方向が分かる。
　　蟻やミツバチはそれで帰り道を知っている
・モンシロチョウのオスとメスは人の目には同じ白だけど違う色をしている。
・ガラスの表面にちょっと工夫をすると反射が抑えられる。
・マジックミラーと言って、一部しか反射しない鏡がある。
・・・・
　

No.2 回答者： tetsumyi 回答日時： 2013/02/10 09:09

鏡の構造

http://glass-wonderland.jp/shurui/kagami.html
ガラスの裏側に金属のメッキをするのは、ガラスの表面は凸凹の無い平面となって歪みが無い物が作り易いからです。
銀と銅を２重にメッキするのは銀のメッキを通してしまう光を、銅のメッキで反射することで見える光をほぼ完全に反射して色が付かないようにしています。

どうして反射するのかは中学生が完全に理解することは難しいことです。
簡単に説明すると金属は電気を良く通しますが、これは金属の中を自由電子という動き回れる電子がいっぱいあるからです。
この状態は動き回っていると言うより、雲のように金属の表面と内部を満たしていると言った方が正確です。
これに光が当たるとどうなるかが光の反射と関係しますが、電子は強力な電気を帯びていますが光は電気的な振動という形で表面に当たりますが、そうすると金属表面の電子の雲は振動します。
この雲は非常にサラサラで簡単に動きます。
そうすると表面の雲の動きは電気的な振動となって入ってきた光と全く同じ光を出します。
内部は他の自由電子と絡み合っているためにあまり動くことは出来ないで、金属表面だけにで光は反射されて全く平らな面で反射されるために入ってきた光と同じ角度で反射して綺麗な鏡となります。
ただ、光のごく１部は内部に入るために１００パーセント反射する鏡はできません。

普通の物体では自由電子が無いので内部に光が取り込まれて色が付いたり綺麗な反射は起きません。
窓の場合は反射しますがメッキがないのでガラスの表面で光の何パーセントかが反射して薄暗い光の反射となります。

No.1 回答者： sorakana 回答日時： 2013/02/10 01:16

１、人が物を見ることができるのは、光が物に当たって目に当たることで映像を知る事ができるからです。

２、鏡の構造は、ガラスとか窓に使われるものの裏に、金属の膜を張っています。

金属は自由電子というものをもっているので、
自分の顔に当たった光が鏡（金属）にあたっても、光がそのままの形でもう一度人の目に当たる事が出来ます。

４、窓は透明なので光がとおりやすい共に、鏡とは違う理由で、光が一部形が変わらないで目にあたります。

まとめると、鏡の金属の自由電子で光をそのままにする方が、窓の透明で光をそのままにするよりも綺麗に光の形をそのままにできるからです。