鏡が光を反射する理由

家庭で使っている鏡は、表面がガラスでその裏側に金属の膜がある構造をしています。古代の遺跡から発掘される鏡は、どうの表面を磨いたものだったりします。なぜ昔はどうなどで鏡をつくっていて、今ではガラスなのでしょうか?なぜガラス+金属の組合せなのでしょうか。

ガラスの裏に金属があるとなると、ガラスの表面とその裏の面との2か所で反射が起きて、物体が二重にならないの?という疑問が生じますが、実際に二重になるようです。

鏡に映る物が二重に見えるのは、光が「銀」と「ガラス」の両方に反射しているため。銀の反射率は約93%、一方で普通ガラスの反射率も約8%あります。‥ 鏡で物が二重に映って見えるとき、はっきりと映っている方がガラスの奥の銀に反射した像で、薄くぼんやりと映っている方がオモテのガラスに映っている像です。https://www.e-kagami.com/column.html?no=107

ガラスは光を大部分通過させますが、一部は確かに反射します。家にあるガラスのドアを外側からみると(とくに、その部屋の明かりを消して暗くしておくと)、自分の姿が多少はガラスに映って鏡のように使えます。

表面鏡

裏面鏡ではガラス表面で起きる4%の表面反射のため像が2重になり、精密な光学機器には相応しくありません。また前項で述べたように裏面鏡はガラス厚や色が反射効率に影響します。そこでガラスの厚さの影響や像のダブりのない「表面鏡」もありますhttps://www.asahiglassplaza.net/knowledge/rg_knowledge/vol30/

二重にならないようにするには、ガラスの裏ではなく表に金属の膜があればいいということですが、ではなぜ普通の鏡はそうしていないのでしょうか。それは、銀が酸化してダメになってしまうからみたいですね。そういえば、金属が黒くはげ落ちたような鏡を見たことがあります。

ガラスというのは実は鏡をつくるために原理的に必要なものではないくて、単に滑らかな表面を提供することが目的のようですね。

乱反射と鏡反射

鏡にはガラスの裏側に、反射しやすいように金属がコーティングしてあります。この面が平らにつくられているので、鏡反射が起こるのです。もし鏡の面が乱反射を起こすと、物からの光は鏡の面のいろいろな場所で反射して目に届きます。https://www.kodomonokagaku.com/read/hatena/5311/

反射式天体望遠鏡の鏡

日常使う鏡はともかく、天体望遠鏡(ニュートン式反射型望遠鏡)で使う鏡はどうなっているのでしょうか。

ガラスの表面にアルミニウムなどの薄い(うすい)膜(まく)を作る(メッキをする)のです。アルミニウムメッキは、ほとんどの場合、真空蒸着(しんくうじょうちゃく)という方法で行われます。 https://global.canon/ja/technology/kids/mystery/m_02_06.html